Глава 17 Информационно-вычислительные системы

Под информационной системой (ИС) понимают систему, организующую, хранящую и преобразующую информацию, то есть систему, основным предметом и продуктом труда в которой является информация. Если в ИС выполняется вычислительная обработка информации, то ее можно называть информационно-вычислительной системой (ИВС).

17.1 Классификация информационно-вычислительных систем

По степени механизации процедур преобразования информации СОД делятся:

1. на системы ручной обработки (СРОД);

2. механизированные (МСОД);

3. автоматизированные (АСОД);

4. системы автоматической обработки данных (САОД).

В СРОД все процедуры преобразования данных выполняются вручную человеком, без применения каких-либо технических средств. В МСОД люди для выполнения некоторых процедур преобразования данных используют технические средства. В АСОД некоторые (но не все) совокупности процедур преобразования данных выполняются без участия человека, причем механизируются не только отдельные процедуры преобразования данных, но и переходы от предыдущей процедуры к последующей – в этом качественное отличие автоматизации от механизации (при механизации переходы между процедурами выполняются вручную). В САОД все процедуры преобразования данных и переходы между ними выполняются автоматически, человек как звено управления отсутствует. В САОД человек может выполнять лишь функции внешнего наблюдения за работой системы.

ИВС можно также классифицировать и по другим признакам:

1. функциональному назначению:

   • производственные ИВС;

   • коммерческие ИВС;

   • финансовые ИВС;

   • маркетинговые ИВС и т. д.

2. объектам управления:

   • ИВС автоматизированного проектирования;

   • ИВС управления технологическими процессами;

   • ИВС управления предприятием (офисом, фирмой, корпорацией, организацией) и т. д.

3. характеру использования результатной информации:

   • информационно-поисковые, предназначенные для сбора, хранения и выдачи информации по запросу пользователя;

   • информационно-советующие, предлагающие пользователю определенные рекомендации для принятия решений (системы поддержки принятия решений);

   • информационно-управляющие, результатная информация которых непосредственно участвует в формировании управляющих воздействий.

17.2 Функциональная и структурная организация информационно-вычислительных систем

Информация непосредственно и неразрывно связана с процессом управления. Самое общее кибернетическое определение управления гласит: управление есть процесс целенаправленной переработки информации.

Целевая функция управления – это некоторая количественно измеряемая величина, являющаяся функцией входных и выходных переменных, параметров объекта управления и времени.

Место ИС в процессе управления можно пояснить структурной схемой, приведенной на рис. 18.

Рисунок 18 – Укрупненная структурная схема процесса управления: 1 – внешние

факторы (информация о состоянии рынка, наличных ресурсах, сроках поставок и др.);

2 – регламентирующая информация от вышестоящих органов, в том числе целевая

функция управления; 3 – управляющая информация; 4 – информация о состоянии объекта; 5 – информация о результатах деятельности (обратная связь)

Анализ содержания и систематизация функций ИВС, управляющих крупными объектами (корпорацией, фирмой), позволили выделить и определить следующие обобщенные функции:

1. вычислительную – своевременное и качественное выполнение обработки информации во всех интересующих систему управления аспектах;

2. коммуникационную – обеспечение оперативной передачи информации в заданные пункты;

3. информирующую – обеспечение быстрого доступа, поиск и выдача необходимой информации всех видов (научной, экономической, финансовой, технической и т. п.);

4. запоминающую – выполнение непрерывного накопления, систематизации, хранения и обновления всей необходимой информации;

5. следящую – отслеживание и формирование всей необходимой для управления внешней и внутренней информации;

6. регулирующую – осуществление информационно-управляющих воздействий на объект управления при отклонении параметров его функционирования от заданных (запланированных) значений;

7. оптимизирующую – обеспечение оптимальных плановых расчетов и перерасчетов по мере изменения целей, критериев и условий функционирования объекта;

8. самоорганизации – гибкое изменение структуры и параметров ИВС для достижения вновь поставленных целей (в том числе для реализации цикла «исследование – разработка – внедрение – производство» с минимальными затратами ресурсов);

9. самосовершенствования – накопление и анализ опыта с целью обоснованного отбора лучших методов проектирования, производства и управления;

10. исследовательскую – обеспечение выполнения научных исследований корпоративных проблем, процессов создания новой техники и технологий, формирования тематики целевых программ комплексных научных исследований;

11. прогнозирующую – выявление основных тенденций, закономерностей и показателей развития объекта и окружающей среды;

12. анализирующую – определение основных показателей, в том числе и экономических, хозяйственной деятельности объекта;

13. синтезирующую – обеспечение автоматизированной разработки нормативов технологической, финансовой и хозяйственной деятельности;

14. контролирующую – автоматизированный контроль качества средств производства, выпускаемой продукции и услуг;

15. диагностическую – автоматизированные процедуры диагностики состояния объекта управления (в первую очередь технологического оборудования); документирующую – формирование всех необходимых учетно-расчетных, планово-распорядительных, финансовых и других форм документов.

Для реализации названных функций ИВС должна быть достаточно сложной и включать в себя набор подсистем (рис. 19).

Рисунок 19 – Состав основных подсистем ИВС управления предприятием

Функциональные подсистемы ИВС реализуют и поддерживают модели, методы и алгоритмы получения управляющей информации. Состав функциональных подсистем весьма разнообразен и зависит от предметной области использования ИВС, специфики хозяйственной деятельности объекта управления. Каждая из подсистем обеспечивает выполнение комплексов задач и процедур обработки информации, необходимых для эффективного управления объектом.

На рис. 19 приведен примерный состав этих подсистем для производственных предприятий.

1. Подсистема научно-технической подготовки производства отвечает за выполнение научно-исследовательских (в том числе и маркетинговых работ), конструкторскую и технологическую подготовку производства.

2. Подсистема бизнес-планирования отвечает за технико-экономическое и оперативно-календарное планирование производства, формирует бизнес-план.

3. Подсистема оперативного управления, кроме непосредственного управления ходом производства, выполняет также управление материальными потоками, снабжением и сбытом (логистика), учетом затрат на производство (контроллинг).

1. Подсистема финансового менеджмента отвечает за формирование финансового плана и портфеля заказов предприятия, анализ результатов его хозяйственной деятельности.

4. Подсистема бухгалтерского учета обеспечивает составление отчетности и учет труда и заработной платы, товарно-материальных ценностей, основных средств, результатов финансовых операций.

В других областях использования ИВС акценты могут ставиться на другие задачи. Так, в маркетинговых ИС основное внимание уделяется анализу рынка и прогнозированию объемов продаж, в финансовых системах – финансовому анализу и прогнозированию, управлению кредитно-денежной политикой и т. п.

Состав обеспечивающих подсистем более стабилен и мало зависит от предметной области использования ИВС.

1. Информационное обеспечение представляет собой совокупность реализованных решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в системе управления. Иными словами, информационное обеспечение – это методы и средства построения информационной базы системы, включающие в себя системы классификации и кодирования информации, унифицированные системы документов, схемы информационных потоков, принципы и методы создания баз данных.

2. Техническое обеспечение – комплекс технических средств, задействованных в технологическом процессе преобразования информации в системе. В первую очередь, это вычислительные машины, периферийное оборудование, аппаратура и каналы передачи данных.

3. Программное обеспечение включает в себя совокупность программ регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач, и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе.

4. Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых в системе.

5. Лингвистическое обеспечение – совокупность языковых средств, используемых в системе с целью повышения качества ее разработки и облегчения общения человека с машиной.

6. Организационное обеспечение представляет собой комплекс решений, регламентирующих процессы создания и функционирования как системы в целом, так и ее персонала, и включает в себя:

1. кадровое обеспечение – состав специалистов, участвующих в создании и работе системы, штатное расписание и функциональные обязанности;

2. эргономическое обеспечение – совокупность методов и средств, используемых при разработке и функционировании ИС, создающих оптимальные условия для деятельности персонала, для быстрейшего освоения системы;

3. правовое обеспечение – совокупность правовых норм, регламентирующих создание и функционирование информационной системы, порядок получения, преобразования и использования информации.

Вычислительная система – это совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов.

В вычислительной системе компьютер может быть один, но агрегированный с многофункциональным периферийным оборудованием. Стоимость периферийного оборудования часто во много раз превосходит стоимость компьютера. В качестве распространенного примера одномашинной ВС можно привести систему телеобработки информации. Но все же классическим вариантом ВС является многомашинный и многопроцессорный варианты.

Для современных ВС, за исключением суперкомпьютеров, критерии обоснования их необходимости уже несколько иные – важно само информационное обслуживание пользователей, сервис и качество этого обслуживания. Для суперкомпьютеров, представляющих собой многопроцессорные ВС, важнейшими показателями являются их производительность и надежность.

Вычислительная система может строиться на основе целых компьютеров – многомашинная ВС, либо отдельных процессоров – многопроцессорная ВС.

Вычислительные системы бывают:

• однородные;

• неоднородные.

Однородная ВС строится на основе однотипных компьютеров или процессоров, позволяет использовать стандартные наборы программных средств, типовые протоколы (процедуры) сопряжения устройств. Их организация значительно проще, облегчается обслуживание систем и их модернизация.

Неоднородная ВС включает в свой состав различные типы компьютеров или процессоров. При построении системы приходится учитывать их различные технические и функциональные характеристики, что существенно усложняет создание и обслуживание таких систем.