Теория информации и информационные системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предисловие

Настоящие методические материалы предназначены для слушателей, обучающихся на курсах переподготовки по направлению «Информатика и вычислительная техника». В них предложена структура курса лекций «Теория информации и информационные системы». В методических материалах по лекциям, значительное внимание уделено вопросам организации структуры и процессу функционирования информационных систем, которые вызывают значительные затруднения у слушателей курсов в процессе изучения предмета.

Разработка методических материалов проведена Заведующим кафедрой С-15, филиала «Стрела» МАИ г. Жуковский д.т.н., профессором Башкировым Леонидом Григорьевичем.

Методические основы организации изучения курса лекций

Изучение курса лекций «Теория информации и информационные системы» является одним из основных этапов обучения слушателей курсов переподготовки и имеет своей целью:

понять и освоить процесс систематизации материалов лекций, закрепить и расширить теоретические и практические знания по назначению и функционированию информационных систем (ИС) с использованием современных информационных технологий на основе анализа экономико-информационной среды предметной области;

развить навыки ведения самостоятельной работы по информационному, технологическому и программному обеспечению ИС.

В процессе изучения курса лекций у слушателей формируются следующие навыки:

- выстраивать логическую структуру курса;

- анализировать информационную среду предметной области и устанавливать структурное представление и взаимосвязи с другими компонентами информационного пространства;

- анализировать объект и субъект управления ИС;

- классифицировать существующие ИС и определять направления создания ИС;

- анализировать информационные потоки, систематизировать документооборот, определить уровень автоматизации задач и состав автоматизированных и неавтоматизированных работ;

- анализировать особенности автоматизации процессов сбора, регистрации и передачи первичной информации;

- использовать экономико-математические модели и алгоритмы оптимизации процесса управления предметной области;

- использовать экономико-математические модели и алгоритмы распределения вычислительных работ и информационных массивов по узлам локальной сети, на основе методик организации распределенной многоуровневой обработки информации;

- анализировать требования к концептуальному моделированию и выбирать инструментарий ИС;

- разрабатывать технологии концептуального моделирования информационной среды предметной области;

- разрабатывать состав и структуру функциональной части ИС с использованием современных методологий;

- производить информационное моделирование ИС на основе существующих методологий;

- разрабатывать организационную структуру предметной области;

- разработать структуру ИС и электронную технологию функционирования подразделений предметной области;

- анализировать существующий рынок аппаратного и программного обеспечения;

- проектировать базовую топологию локальной вычислительной сети (ЛВС) предметной области с использованием современных технологий;

- анализировать нюансы алгоритмизации предметной области и организации программного обеспечения ИС;

- использовать современные обеспечивающие информационные технологии, такие как электронные таблицы, текстовые процессоры, графические редакторы и средства анимации, мультимедиа при подготовке курсового и дипломного проекта;

- разрабатывать и реализовать проект в виде комплекса автоматизированных рабочих мест.

Содержание курса лекций должно соответствовать ГОС, современному состоянию и перспективам развития ИС на базе различных классов ЭВМ и разнообразных средств сбора, передачи и отображения информации. При изучении курса лекций следует исходить из реальной потребности организаций, предприятий, банков, фирм в разработке и из возможности внедрения фрагментов ИС в производство.

Краткое содержание тем по курсу лекций: Теория информации и информационные системы» в соответствии с ГОС

Основные понятия и структура ИС. Требования к эффективности и надежности функционирования ИС.

Основные компоненты технологии разработки ИС. Методы и средства анализа ИС. Требования, предъявляемые к ИС.

Стадии и этапы процесса функционирования ИС. Состав работ на предпроектной стадии, стадии технического и рабочего проектирования, стадии ввода в действие ИС, эксплуатации и сопровождения. Состав проектной документации.

Состав, содержание и принципы организации информационного обеспечения ПОИС. Процесс функционирования документальных БД. Особенности функционирования фактографических БД: методы проектирования: концептуальное, логическое и физическое проектирование. Принципы и особенности функционирования интегрированных ИС. Система управления информационными потоками как средство интеграции приложений ИС. Методы и средства организации метаинформации ИС.

Распределенные ИС. Хранилища данных. Аналитические ИС. Интеллектуальные ИС

Список литературы используемой при подготовке методических материалов по курсу лекций

1. Архарова З.П., Божко В.П., Гладкая З.Ф., Гусева Н.К., Лихачева Г.Н. «Организация решения задач в АСИС» - М.: МЭСИ, 1990.

2. Справочное документальное пособие «Стандарты по издательскому делу» - М.: Книга, 1982.

3. Божко В.П., Брага В.В. и др. «Статистическая информатика: данные, технология, маркетинг» - М.: Финансы и статистика, 1991.

4. Божко В.П. «Организационно - методологические основы построения АСИС» - М.: МЭСИ, 1992.

5. Брябин В.М. «Программное обеспечение персональных компьютеров» - М.: Наука, 1988.

6. Волков С.И., Романов А.Н. «Организация машинной обработки экономической информации» - М.: Финансы и статистика», 1988.

7. Волосков Н.И., Григоренко Г.П., Желнинский Г.С., Ковалевская Е.В. «Технология реализации на ЭВМ регламентных задач АСУ» - М.: 1983.

8. Бобков В.П., Завьялкин Д.В., Беппле И.В. «Адаптивная система оценки проектных решений СМОД» - М.: МЭСИ, 1989, 155 с.

9. Григоренко Г.П., Романов А.Н., Вострокнутова Г.В. «Организация и технология распределенной обработки учетной информации». Учебное пособие - М.: МЭСИ, 1986, 72 с.

10. Григоренко Г.П., Желнинский Г.С., Немчинов В.К. «Технология машинной обработки экономической информации в реальном масштабе времени». Учебное пособие - М.: МЭСИ, 1985, 77 с.

11. Григоренко Г.П., Желнинский Г.С., Немчинов В.К. «Типовые технологические процессы обработки экономической информации в АСУ». Учебное пособие - М.: МЭСИ, 1981 г., 93 с.

12. Григоренко Г.П., Кафтанюк Ю.А., Одинцов Б.Е., Дик В.В. «Управление развитием информационной базы ЭИС» - М.: МЭСИ, 1987 г.

13. Григоренко Г.П., Дик В.В., Желнинский Г.С., Немчинов В.К. «Решение задач технической подготовки производства на ПЭВМ» М.: МЭСИ, 1989.

14. Диго С.М. «Проектирование баз данных» (учебник) - М.: Финансы и статистика, 1988 г.

15. Дик В.В. «Автоматизация экономического анализа основных фондов» - М.: МЭСИ, 1991 г., 74 с.

16. Джексон Г. «Проектирование реляционнных баз данных для использования с микроЭВМ: Перевод с английского М.: Мир, 1991, 252 с.

17. Желнинский Г.С. «Проблемы организации машинной обработки экономической информации» - М.: МЭСИ, 1984 г.

18. Желнинский Г.С., Немчинов В.К. «Обоснование проектных решений по машинной обработке экономичнской информации» - М.: МЭСИ, 1986, 59 с.

19. Кафтанюк Ю.А., Григоренко Г.П., Назаров В.В. «Автоматизация управления НПО» - М.: МЭСИ, 1990, 86 с.

20. Подольский В.И., Григоренко Г.П., Щербакова Н.С., Дик В.В. «Обработка учетной информации на ПЭВМ» - М.: МЭСИ, 1991, 92 с.

21. Подольский В.И., Рашковский М.В., Щербакова Н.С. «Организация и проектирование нормативно-справочного фондав АСУП» - М.: МЭСИ, 1990, 73 с.

22. Полищук Ю.М., Хон В.Б. «Теория автоматизированных банков информации». Учебное пособие для вузов по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления» М.: Высшая школа, 1989, 184 с.

23. Романов А.Н. «Машинная обработка экономической информации» Учебное пособие (для студентов-заочников) - М.: МЭСИ, 1987, 111 с.

24. Романов Б.А., Кушнеренко Ф.С. «dBase - назначение, функции, применение» - М.: Радио и связь, 1991.

25. Наумов А.Н., Вендров А.М., Иванов В.К. и др. под ред. Наумова А.Н. «Система управления базами данных и знаний» - М.: Финансы и статистика, 1991, 352 с.

26. Соколов Н.А. «Управление гибким автоматизированным производством» - М.: МЭСИ, 1991.

Введение

Для 2000-х годов характерно развитие телекоммуникационных средств, которое привело к созданию гибких локальных и глобальных вычислительных сетей, предопределивших возможность разработки и внедрения предметно - ориентированных информационных систем (ПОИС). ПОИС объединяют возможности систем комплексной автоматизации управления 70-х годов и локальной автоматизации 80-х годов. Наличие гибких средств связи управленческих работников в процессе хозяйственной деятельности, возможность коллективной работы, как непосредственных исполнителей хозяйственных операций, так и менеджеров, принимающих управленческие решения, позволяют во многом пересмотреть принципы управления предприятиями или проводить кардинальный реинжиниринг бизнес-процессов. Развитие методов интеллектуального анализа данных на основе применения концепций информационных хранилищ, экспертных систем, систем моделирования бизнес-процессов, реализованных в контуре общей информационной системы, способствуют усилению обоснованности принимаемых управленческих решений. Таким образом, современные информационные системы обеспечивают оперативность коммуникации и интеграцию участников бизнес-процессов, повышают качество принимаемых решений на всех уровнях управления.

Усложнение архитектуры современных информационных систем предопределяет разработку и использование эффективных технологий проектирования, обеспечивающих ускорение создания, внедрения и развития проектов ПОИС, повышение их функциональной и адаптивной надежности. В связи с этим целью курса лекций является освещение вопросов теории и практики проектирования интегрированных экономических информационных систем, предназначенных для использования на всех уровнях управления экономическими объектами, а также организации и управления процессом проектирования ПОИС с использованием различных методов и инструментальных средств.

Курс лекций ориентирован на слушателей, обучающихся на курсах переподготовки по направлению «Информатика и вычислительная техника», которые работают в области системного анализа объектов, создания и внедрения проектов ПОИС. Курс лекций может использоваться и в практической деятельности специалистов, занимающихся разработкой и внедрением ПОИС.

В лекциях проведено обобщение достижений отечественной и зарубежной науки и практики в области разработки и использования технологий проектирования ПОИС, с общеметодологической точки зрения рассматриваются вопросы выбора и применения методов и средств проектирования ПОИС в рамках различных технологий канонического (элементного) и индустриального (системного) проектирования в зависимости от различных классов ПОИС.

1. Основы информационного обеспечения процессов и систем

1.1 Понятие и содержание информационного обеспечения

Информационное обеспечение является составной частью более широкого понятия информационных процессов. В нормативно-правовой трактовке информационные процессы определяются как «процессы создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространены я и потребления информации и охватывают тем самым все сферы человеческой деятельности.

Информационное обеспечение чаще всего соотносится с организационно-управленческой и производственно-технологической сферой. Поэтому под информационным обеспечением будем понимать совокупность процессов сбора, обработки, хранения, анализа и выдачи информации, необходимой для обеспечения управленческой деятельности и технологических процессов.

Основополагающим в определении информационного обеспечения является понятие информации.

Термин информация происходит от латинского informatio - разъяснение, изложение. До середины нашего столетия информация трактовалась как сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим (знаками, техническими средствами) способом. После 50-х годов на фоне бурного развития средств связи и телекоммуникаций, возникновения и внедрения в различные сферы жизни электронно-вычислительной техники появились новые, расширенные трактовки понятия информация. Информацию в вероятностно-статистическом (или энтропийном) подходе стали трактовать как уменьшение - степени неопределенности знания о каком-либо объекте, системе, процессе или явлении, или изменение неопределенности состояния самого объекта, системы, явления, процесса. Такую трактовку по имени ее автора, американского математика К.Э. Шеннона еще называют информацией по Шеннону.

Известна также и широко используется философская, или точнее говоря, общенаучная трактовка понятия информации как изменение объема и структуры знания воспринимающей системы. При этом под воспринимающей системой понимается не только собственно сам человек или его производные (коллектив, общество), но и, вообще говоря, любая система, например биологическая клетка, воспринимающая при рождении генетическую информацию.

Существует еще и нормативно-правовая трактовка понятия информации, которая используется в законодательных актах, регламентирующих информационные процессы и технологии. Так, в частности, в законе РФ «Об информации, информатизации и защите информации» (от 20.02.95 №24-ФЗ) дается следующее определение термина «информация» - сведения о лицах, предметах, фактах, событиях и процессах независимо от способа их представления. Добавим в связи с этим еще один важный нормативно-правовой аспект. Статья 128 Гражданского кодекса РФ информацию, наряду с вещами (включая деньги, ценные бумаги и иное имущество, в том числе имущественные права), работами и услугами, результатами интеллектуальной деятельности, нематериальными благами, определяет видом объектов гражданских прав, распространяя на нее тем самым весь институт гражданского права, включая права собственности и авторское право.

Как представляется, в контексте рассмотрения содержания информационно-аналитической сферы наиболее подходящим является объединение общенаучной и нормативно-правовой трактовки понятия информации. Поэтому в дальнейшем информацию будем понимать как изменение объема и структуры знания о некоторой предметной области (лица, предметы, факты, события, явления, процессы) воспринимающей системой (человек, организационная структура, автоматизированная информационная система) независимо от формы и способа представления знания.

При рассмотрении понятия информационного обеспечения в контексте обработки информации важное значение имеет понятие данных. От информации данные отличаются конкретной формой представления и являются некоторым ее подмножеством, определяемым целями и задачами сбора и обработки информации. К примеру, данные по сотрудникам какой-либо организации в виде формализованных учетных карточек кадрового подразделения содержат лишь некоторый перечень необходимых сведений (Ф.И.О., год рождения, образование, семейное положение, должность и т.д.) в отличие от огромного количества сведений, характеризующих каждого конкретного человека. Поэтому определим данные как информацию, отражающую определенное состояние некоторой предметной области в конкретной форме представления и содержащую лишь наиболее существенные с точки зрения целей и задач сбора и обработки информации элементы образа отражаемого фрагмента действительности.

Таким образом, информация на стадии данных характеризуется определенной формой представления и дополнительной характеристикой, выражаемой термином структура.

Структура данных связана с понятием представления информации и определяется функциональной, логической, технологической и т.п. структурой той предметной области, информацию о которой содержат данные. Вместе с тем данные могут быть представлены и в неструктурированной форме, что предопределяет технологические особенности их накопления и обработки. Таким образом, можно выделить неструктурированную и структурированную форму представления данных.

В качестве примера неструктурированной формы можно привести:

* связный текст (т.е. документ на естественном языке-на литературном, официально-деловом и т.д.);

* графические данные в виде фотографий, картинок и прочих неструктурированных изображений.

Примерами структурированной формы данных являются:

- анкеты;

- таблицы;

- графические данные в виде чертежей, схем, диаграмм.

Способы сбора, анализа и обработки структурированных и неструктурированных данных существенно различаются. Наиболее развитыми в настоящее время, с точки зрения задач обработки и анализа информации, являются программные средства обработки структурированных данных, т.к. структуризацию можно считать первичной и наиболее трудно формализуемой и алгоритмизируемой обработкой.

В плане оперирования с информацией в процессах ее создания (порождения), сбора, выдачи и потребления важное значение имеет понятие документированной информации или просто документа. Можно сказать, что в большом количестве случаев информация предстает и фигурирует в образе документа, исключая ту часть информационных процессов, которые оперируют исключительно сданными, как, например, в автоматизированных системах управления технологическими процессами - АСУТП, где информация порождается в виде показаний датчиков (входные данные), обрабатывается, выдается и потребляется в виде управляющих сигналов (выходные данные) на технологическое оборудование.

Как и в случае с понятием самой информации, существует несколько трактовок термина документ - историческая, организационно-управленческая и нормативно-правовая трактовка.

Исторически документ понимался (и в определенных случаях понимается сейчас) как объект, средство, способ для удостоверения личности, прав собственности и т.д.

В организационно-управленческом смысле документ понимается как служебный или организационно-распорядительный документ, т.е. как форма и способ выражения организационно-управленческих решений и воздействий.

В нормативно-правовом аспекте документ определяется как зафиксированная на материальном носителе информация с реквизитами, позволяющими ее идентифицировать.

Для традиционного «бумажного» документа совокупность реквизитов, идентифицирующих конкретный документ, определяется соответствующими ГОСТами и руководящими документами по делопроизводству или отраслям технологической документации. Не вдаваясь в детали, отметим, что важнейшим реквизитом, идентифицирующим традиционные документы, является подпись должностного лица. Подобный подход для компьютерной информации в настоящее время развит в виде техники «электронных цифровых подписей», основанных на криптографических методах, также закреплен соответствующими ГОСТами и применяется в телекоммуникационных системах передачи данных. Вместе с тем такие особенности компьютерной формы информации, как возможность ее эталонного копирования (т.е. практически мгновенного и в любых количествах порождения полностью идентичных копий, экземпляров), делают процесс идентификации документов в компьютерной форме и в более широком смысле аспект юридического статуса документов в вычислительной среде сложной и до конца еще нерешенной проблемой.

Под документированием информации в широком смысле слова можно понимать выделение единичной смысловой части информации (данных) по некоторой предметной области в общей ее массе, обособление этой части с приданием ему самостоятельной роли (имя, статус, реквизиты и т.п.). Процесс документирования превращает информацию в информационные ресурсы.

Нормативно-правовая трактовка информационных ресурсов определяет их как «.отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других видах информационных систем).

Таким образом, документирование информации подводит к одному из самых фундаментальных понятий в сфере информационного обеспечения - информационным системам. Так же как и для понятий информации и документа, понятие информационной системы многогранно и имеет несколько определений и подходов. В нормативно-правовом смысле информационная система определяется как «организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе и с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы».

В технологическом плане аспект использования средств вычислительной техники (СВТ) в информационных системах и обеспечение на этой основе автоматизации решения каких-либо задач проявляется в близком термине автоматизированная система - «система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций»*.

Опыт, практика создания и использования автоматизированных информационных систем в различных сферах деятельности позволяет дать более широкое и универсальное определение, которое полнее отражает все аспекты их сущности.

Под ПОИС в дальнейшем понимается организованная совокупность программно-технических и других вспомогательных средств, технологических процессов и функционально-определенных групп работников, обеспечивающих сбор, представление и накопление информационных ресурсов в определенной предметной области, поиск и выдачу сведений, необходимых для удовлетворения информационных потребностей установленного контингента пользователей - абонентов системы.

Исторически первыми видами ПОИС являются архивы и библиотеки. Им присущи все атрибуты информационной системы. Они обеспечивают в какой-либо предметной области сбор данных, их представление и хранение в определенной форме (книго-, архивохранилища, каталоги и т.д.), в них определяется порядок использования информационных фондов (т.е. определены абоненты, режимы и способы выдачи информации - абонементы, читальные залы и т.п.).

ПОИС, в которых представление, храпение и обработка информации осуществляются с помощью вычислительной техники, называются автоматизированными, или сокращенно АПОИС. АПОИС в настоящее время являются неотъемлемой частью современного инструментария информационного обеспечения различных видов деятельности и наиболее бурно развивающейся отраслью индустрии информационных технологий.

Таким образом, АПОИС являются основным средством, инструментарием решения задач информационного обеспечения, а соотношение понятий, связанных с информационным обеспечением, можно отобразить в виде схемы, приведенной на рис. 1.1.

Технологическое и организационно-штатное воплощение информационного обеспечения в большинстве случаев осуществляется в трех формах:

* служба документационного обеспечения управления (СлДОУ);

* информационная служба;

* экспертно-аналитическая служба.

Традиционной организационно-штатной и технологической структурой является СлДОУ, которая в обобщенном виде реализует следующие функции:

* организация и обеспечение делопроизводства и документооборота;

* документационное обеспечение подготовки и осуществления управленческих решений через организацию и контроль разработки и согласования организационно-распорядительных и информационно-справочных документов;

* внутренний мониторинг (контроль реализации управленческих решений, оценка их результатов через контроль и отслеживание прохождения документов).

Информационная служба (отдел автоматизации, вычислительный центр и т.д.) в общем виде обеспечивает решение следующих задач:

* сбор недокументированной и документированной информации из внешних источников, необходимой для поддержки управленческих и технологических процессов;

* внешний мониторинг (выявление и анализ управленческих проблем, возникающих по внешним причинам);

* информационное оповещение и удовлетворение информационных потребностей управленческих и технологических структур;

* внутренний мониторинг (статистика, отчетность, оценка результатов деятельности).

Традиционной организационно-штатной и технологической структурой является СлДОУ, которая в обобщенном виде реализует следующие функции:

* организация и обеспечение делопроизводства и документооборота;

* документационное обеспечение подготовки и осуществления управленческих решений через организацию и контроль разработки и согласования организационно-распорядительных и информационно-справочных документов;

* внутренний мониторинг (контроль реализации управленческих решений, оценка их результатов через контроль и отслеживание прохождения документов).



Рис. 1.1. Схема понятий информационного обеспечения

Информационная служба (отдел автоматизации, вычислительный центр и т.д.) в общем виде обеспечивает решение следующих задач:

* сбор недокументированной и документированной информации из внешних источников, необходимой для поддержки управленческих и технологических процессов;

* внешний мониторинг (выявление и анализ управленческих проблем, возникающих по внешним причинам);

* информационное оповещение и удовлетворение информационных потребностей управленческих и технологических структур;

* внутренний мониторинг (статистика, отчетность, оценка результатов деятельности).

Экспсртно-аналшпнческая группа (группы советников, консультантов, так называемых аналитиков) привлекается для:

* анализа различных управленческих, производственных ситуаций;

* выработки альтернатив управленческих решений;

в прогнозирования последствий управленческих решений.

Структура информационного обеспечения определяется структурой (циклом) функционирования ПОИС. В общем плане можно выделить следующие элементы цикла функционирования ПОИС:

* сбор информации;

* комплектование информацией;

* поиск и выдача сведений для абонентов системы;

* поддержание целостности, актуальности и сохранности информации.

Сбор информации представляет собой специальным образом организованный порядок и процесс получения и отбора информации, имеющей отношение к предметной области сведений ПОИС, и включает:

* получение информации;

* оценку относимости информации;

* организационные схемы, порядок отбора и фиксации информации.

Получение информации осуществляется через организацию и использование системы источников и каналов получения информации.

Оценка относимости информации к предметной области сведений информационной системы в некоторых случаях осуществляется автоматически (информация с датчиков в автоматизированных системах управления технологическими процессами - АСУ ТП), а в других случаях (системы обеспечения аналитических исследований, мониторинга социально-экономических или экологических процессов и т.п.) представляет сложную, многокритериальную классификационную задачу, слабо поддающуюся автоматизации и выполняемую специальной категорией работников.

Организационные схемы, порядок отбора и фиксации информации определяют организационную основу подсистемы сбора информации и обусловливаются характером и другими параметрами источников и каналов получения информации.

Комплектование информационной базы в различных ее формах в общем плане включает предварительную обработку (рубрикацию, структуризацию) и занесение информации.

Характер предварительной обработки информации определяется формой представления входных данных (структурированная, неструктурированная), особенностями представления данных в информационной системе и может включать классификацию сведений по определенным рубрикам (делам), разделам и т.п. предметной области с целью накопления материалов определенного характера, или объединенных каким-либо признаком, фактором. Структуризация информации представляет процесс преобразования документированной информации (т. с. информации на естественном неформализованном языке - обычно это текст документа) в семантику АИС, т.е. в информационный язык представления данных, используемый в конкретной ПОИС.

Занесение данных в информационную систему заключается в добавлении новых сведений и, при необходимости, их отождествлении, слиянии и установлении взаимосвязи новых данных с ранее накопленными. Принципиальное значение при этом имеет вопрос идентификации новых данных с возможно уже имеющимися в системе.

Важным моментом при занесении новой информации является также установление ее логической взаимосвязи с ранее введенными данными. В некоторых видах АПОИС (информационно-поисковые) такая задача является одной из основных, так как позволяет искать и устанавливать не всегда очевидные связи между информационными объектами и категориями сведений информационной системы. Комплектование информацией в таких случаях неотделимо от обработки и выдачи информации.

В информационных службах, обеспечивающих создание и эксплуатацию ПОИС, сбор и комплектование информации осуществляют работники группы отбора («отборщики», «индексаторы»), квалификация которых помимо информационной должна включать также знание конкретной предметной области информационных систем.

Поиск и выдача данных включают установление специального организационно-технологического порядка удовлетворения информационных потребностей абонентов ПОИС в управленческой деятельности и технологических процессах.

Удовлетворение информационных потребностей осуществляется через периодический плановый поиск и выдачу сведений, оповещение и обработку запросов, выполняемую организационными структурами (СлДОУ, информационная служба), организующими и эксплуатирующими информационную систему.

Периодический плановый поиск и выдача сведений осуществляются в целях обеспечения процессов организации, планирования и осуществления конкретного вида деятельности, т.е. в основном для информационного обеспечения организационно-управленческой деятельности. Данного рода задачи

включаются в функции и обязанности информационных, информационно-аналитических и других информационно-обеспечивающих служб и заключаются, как правило, в формировании и выдаче статистических и сводных данных по периодически повторяющимся ситуациям в управленческой и производственной сфере.

Оповещение и обработка запросов представляют собой формы информационного обслуживания управленческих и производственно-технологических структур. Оповещение может осуществляться в форме инициативно-сигнального оповещения, объектового и планово-периодического оповещения.

Объектовое оповещение обычно осуществляется через выдачу абонентам информационной системы любых новых данных по определенному объекту, тематике, событию и т.п., появляющихся в АПОИС из любых источников.

Планово-периодическое оповещение производится через выдачу абонентам всех новых данных, поступивших к определенному плановому сроку из всех источников в информационную систему по определенному объекту, тематике, событию, проблеме.

Обработка запросов и выдача по ним сведений является' одной из основных функций информационных служб. Данная деятельность регламентируется по вопросам инициирования, санкционирования и формы подачи запросов, форм и способов выдачи информации по запросам, учета запросов и т.д.

Поддержание целостности и сохранности информации, пересмотр, ревизия и отсеивание утратившей актуальность информации являются неотъемлемой функцией информационных подразделений, создающих и поддерживающих информационные системы. Данные задачи решаются категорией работников, называемых администраторами АПОИС. Администраторы обеспечивают создание и поддержание банков данных АПОИС, организацию разграничения доступа к ним, защиту информации от несанкционированного доступа (НСД), ее резервирование и восстановление при разрушении или утрате ее целостности вследствие преднамеренных и непреднамеренных воздействий или ситуаций. Подобного рода задачи требуют высокой квалификации персонала и выполняются наиболее подготовленными информационными работниками.

Периодическая ревизия информации в банках данных АПОИС призвана проверить целостность (не нарушены ли внутренние взаимосвязи информационных объектов) и сохранность данных, а также удалить из АПОИС информацию, потерявшую свою актуальность. Удаление информации из АПОИС, как и ее занесение в АПОИС, регламентируется специальными нормативно-инструктивыми документами.

1.2 Состав и функциональные группы ПОИС

Организационно-технологическая подсистема сбора информации обеспечивает отбор и накопление данных в информационную систему и включает совокупность источников информации, организационно-технологические цепочки отбора информации для накопления в системе. Без правильно организованной, оперативно и эффективно действующей организационно-технологической подсистемы сбора информации невозможна эффективная организация функционирования всей ПОИС в целом.

Подсистема представления и обработки информации составляет ядро информационной системы и является отражением представления разработчиками и абонентами системы структуры и картины предметной области, сведения о которой должна отражать информационная система. Подсистема представления и обработки информации является одним из наиболее сложных компонентов при разработке ПОИС.

Нормативно-функциональная подсистема выдачи информации определяет пользователей, или иначе абонентов, системы, реализует целевой аспект назначения и выполнения задач ПОИС.

Информационным ядром (информационным фондом) подсистемы представления и обработки информации АПОИС, или, говоря иначе, внутренним носителем знаний о предметной области является база данных (БД). Понятие базы данных является центральным в сфере технологий АПОИС. В справочной литературе по информатике приводится следующее определение базы данных - «совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, храпения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ». Нормативно-правовая трактовка понятия базы данных представлена в законе «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных», согласно которому «база данных - это объективная форма представления и организации совокупности данных (например, статей, расчетов), систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ)).

Другим фундаментальным понятием, непосредственно связанным с АПОИС, является система управления базами данных (СУБД), которая по ГОСТу определяется как «совокупность программ и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных и обеспечения взаимодействия ее с прикладными программами)). В настоящее время развитие СУБД как специального вида программного обеспечения для создания и эксплуатации АПОИС приводит к более широким функциям СУБД. Ввиду этого в расширенном толковании СУБД можно определить как комплекс программных средств, реализующих создание баз данных, их поддержание в актуальном состоянии, а также обеспечивающих различным категориям пользователей возможность получать из БД необходимую информацию.

Совокупность конкретной базы данных, СУБД, прикладных компонентов АИС (набор входных и выходных форм, типовых запросов для решения информационно-технологических задач в конкретной предметной области), а также комплекса технических средств, на которых они реализованы, образуют банк данных (БнД), или иначе автоматизированный банк данных (АБД).

По характеру представления и логической организации хранимой информации АПОИС разделяются на фактографические, документальные и геоинформационные.

Фактографические АПОИС накапливают и хранят данные в виде множества экземпляров одного или нескольких типов структурных элементов (информационных объектов). Каждый из таких экземпляров структурных элементов или некоторая их совокупность отражают сведения по какому-либо факту, событию и т.д., отделенному (вычлененному) от всех прочих сведений и фактов. Структура каждого типа информационного объекта состоит из конечного набора реквизитов, отражающих основные аспекты и характеристики сведений для объектов данной предметной области. К примеру, фактографическая АПОИС, накапливающая сведения по лицам, каждому конкретному лицу в базе данных ставит в соответствие запись, состоящую из определенного набора таких реквизитов, как фамилия, имя, отчество, год рождения, место работы, образование и т.д. Комплектование информационной базы в фактографических АПОИС включает, как правило, обязательный процесс структуризации входной информации из документального источника. Структуризация при этом осуществляется через определение (выделение, вычленение) экземпляров информационных объектов определенного типа, информация о которых имеется в документе, и заполнение их реквизитов.

В документальных АПОИС единичным элементом информации является нерасчлененный на более мелкие элементы документ и информация при вводе (входной документ), как правило, не структурируется, или структурируется в ограниченном виде. Для вводимого документа могут устанавливаться некоторые формализованные позиции-дата изготовления, исполнитель, тематика и т.д. Некоторые виды документальных АПОИС обеспечивают установление логической взаимосвязи вводимых документов - соподчиненность по смысловому содержанию, взаимные отсылки по каким-либо критериям и т.п. Определение и установление такой взаимосвязи представляет собой сложную многокритериальную и многоаспектную аналитическую задачу, которая не может в полной мере быть формализована.

В геоинформационных АПОИС данные организованы в виде отдельных информационных объектов (с определенным набором реквизитов), привязанных к общей электронной топографической основе (электронной карте). Геоинформационные системы применяются для информационного обеспечения в тех предметных областях, структура информационных объектов и процессов в которых имеет пространственно-географический компонент, например маршруты транспорта, коммунальное хозяйство и т.п.

Разработка и проектирование информационной системы начинаются с построения концептуальной модели ее использования. Концептуальная модель использования информационной системы определяет, прежде всего, круг конкретных задач и функций, обеспечиваемых созданием и эксплуатацией информационной системы, а также систему сбора, накопления и выдачи информации.

Поэтому другим критерием классификации АИС являются функции и решаемые задачи, основными из которых могут являться:

* справочные;

* поисковые;

* расчетные;

* технологические.

Справочные функции являются наиболее распространенным типом функций информационных систем и заключаются в предоставлении абонентам системы возможностей получения установочных данных на определенные классы объектов (Лица, Организации, Телефоны, Адреса и т.п.) с жестко или произвольно заданным набором сведений. Видами информационных систем, реализующих чисто справочные функции, являются всевозможные электронные справочники, картотеки, программные или аппаратные «электронные записные книжки» и их более развитые аналоги в виде т. н. персональных информационных систем.

Системы, реализующие поисковые функции, являются наиболее широко распространенным классом информационных систем, которые чаще всего называют информационно-поисковыми системами (ИПС). ИПС в общем виде можно рассматривать как некое информационное пространство, задаваемое в терминах информационно-логического описания предметной области - «информационные объекты», «информационные связи». Пользователям ИПС предоставляется возможность поиска и получения сведений по различным поисковым образам в таком информационном пространстве.

Расчетные функции информационных систем заключаются в обработке информации, находящейся в системе, по определенным расчетным алгоритмам для различных целей. К числу подобных задач относится вычисление определенных статистических характеристик и показателей по экземплярам различных типов объектов и отношений, данные по которым накапливаются в системе. Широко применяющейся разновидностью расчетных информационных систем являются различные системы автоматического проектирования, всевозможные бухгалтерские и финансово-экономические системы.

Технологические функции информационных систем заключаются в автоматизации всего технологического цикла или отдельных его компонент, какой-либо производственной или организационной структуры. К системам, обеспечивающим подобные задачи, относится широкий класс автоматизированных систем управления (АСУ, АСУ ТП). Другой разновидностью технологических информационных систем являются системы автоматизации документооборота.

Рассмотренная классификация автоматизированных информационных систем, как и всякая классификация, условна и на практике конкретная АИС может характеризоваться комплексным характером представления информации (например, являться фактографически-документальной системой) и решать комплекс справочных, поисковых, расчетных и технологических задач.

1.3 Система представления и обработки данных фактографических АПОИС

В архитектуре подсистемы представления и обработки информации фактографических АПОИС можно выделить различные уровни представления информации.

Начальный уровень определяется локальными представлениями о предметной области пользователей-абонентов информационной системы и их представлениями о своих информационных потребностях. На основе анализа этих представлений определяется информационно-логическая или сокращенно инфологическая схема предметной области, подлежащей отображению информационной системой, и концептуальная модель использования информационной системы. Инфологическая схема представляет собой формализованное представление (описание) объектов и отношений фрагмента действительности.

Наиболее часто формализация представлений о предметной области осуществляется в рамках модели «объекты-связи» (так называемая ER-модель - от англ. Entity Relationship). При этом под информационным объектом в общем плане понимается некоторая сущность фрагмента действительности, например организация, документ, сотрудник, место, событие и т.д. В предметной области выделяются различные типы объектов, представляемые в информационной системе в каждый момент времени конечным набором экземпляров данного типа. Каждый тип объекта включает (идентифицируется) присущий ему набор атрибутов (свойств, характерных признаков, параметров). Атрибут представляет логически неделимый элемент структуры информации, характеризующийся множеством атомарных значений. Для примера можно привести атрибут «Имя» объекта типа «Лицо», который характеризуется множеством всех возможных имен, и атрибут «Текст» объекта типа «Документ», который характеризуется множеством средств смыслового выражения в определенном национальном языке.

Экземпляр объекта образуется совокупностью конкретных значений атрибутов данного типа объекта. Один или некоторая группа атрибутов объекта данного типа могут исполнять роль ключевого атрибута, по которому идентифицируются (различаются) конкретные экземпляры объектов. К примеру, для объектов типа «Лицо» ключом может являться совокупность атрибутов «Фамилия», «Имя», «Отчество» или один атрибут, выражающий номер паспорта (удостоверения личности).

Различные типы объектов и различные экземпляры одного типа объекта могут быть охвачены определенными отношениями, которые в рамках ER-модели выражаются т. н. связями. Так, например, объекты «Сотрудник» и «Организация» могут быть охвачены отношением «Работа», т.е. связаны этим отношением. При этом связи могут быть двух типов - иерархические, или, иначе говоря, структурные (владелец-подчиненный) и одноуровневые, например, родственная связь «Брат-сестра» между двумя экземплярами объекта типа «Лицо» (в отличие от иерархической родственной связи, - «Отец-сын»). Объекты-владельцы иерархических связей-отношений иногда называют структурными объектами, в противовес простым объектам, которые таковыми не являются (не являются владельцами).

Структурные и одноуровневые связи (отношения), в свою очередь, по признаку множественности могут быть трех типов - «один - к - одному» (например, отношение «Лицо-Паспорт», имея в виду под «Паспортом» не атрибут объекта Лицо, а самостоятельный объект, состоящий из атрибутов «Номер», «Вид паспорта», «Владелец», «Место выдачи», «Дата выдачи» и т.д.), «один - ко - многим» (например, отношение «Подразделение-Сотрудник», имея в виду, что в одном подразделении может работать много сотрудников, но каждый сотрудник работает только в одном подразделении) и «многие - ко - многим» (например, отношение «Лицо-Документ», имея в виду, что один человек может быть автором, или иметь какое-либо другое отношение ко многим документам, и, в свою очередь, один документ может иметь много авторов.

Помимо этого информационные потребности абонентов информационной системы могут включать также и оперирование опосредованными (т.е. косвенными, непрямыми, ассоциативными) связями. Примерами таких непрямых связей является совместная работа нескольких человек на одном предприятии (подразделении). Прямая непосредственная связь в данном случае, как правило, устанавливается только между объектами «Лицо» и «Организация», но не между различными экземплярами объекта «Лицо».

Одним из способов представления формализованного описания предметной области информационной системы в рамках Модели «объекты-связи» является использование техники специальных диаграмм, которая была предложена известным американским специалистом в области баз данных Ч. Бахманом. В диаграммах, Бахмана объекты (сущности) представляются вершинами некоторого математического графа, а связи-дугами графа. Виды и свойства связей-отношений объектов отображаются направленностью, специальным оформлением дуг и расположением вершин графа.

На приведенном рисунке однонаправленность дуг означает структурность связи «владелец-подчиненный», двунаправленность дуг означает одноуровневые связи, двойные стрелки означают множественность отношения «один - ко - многим», дву-направленность двойных стрелок означает одноуровневые отношения «многие - ко - многим».

...