11. Информационная система, ее основные компоненты и разновидности. Назначение и способы реализации. Формальное описание информационной системы

Под информационной системой обычно понимается прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и (или) фактографической информации. Добавление к понятию система слова информационная отражает цель ее создания и функционирования.

В нормативно-правовом смысле информационная система определяется как «организационно упорядоченная совокупность документов (массив документов) и информационных технологий, в том числе и с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы».

Информационный процесс – «процесс создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и потребления информации».

Информационный ресурс – это отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других видах информационных систем).

Виды информационных систем:

По масштабу: 1) одиночные(используется на автономном ПК, сеть не исп.); 2) групповые(ориентированы на коллективное использование, обычно на базе лок. сети); 3) корпоративные(являются развитием систем для рабочих групп, ориентированы на крупн. компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы и сети).

По сфере применения: 1) обработка транзакций - групп последовательных операций, которые представляет собой логическую единицу работы с данными (преобладает режим оперативной обработки транзакций для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени); 2)Системы поддержки принятия решени( представляют собой ИС, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по другим показателям); 3) Информационно – справочные системы (основаны на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие ИС получили в интернете); 4) Офисные ИС (предназначены для перевода бумажных документов в электронный вид, автоматизации делопроизводства и управления документооборотом).

В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав информационной системы, реализуют:

-диалоговый ввод-вывод; -логику диалога;

-прикладную логику обработки данных;

-логику управления данными;

-операции манипулирования файлами и (или) базами данных.

Реализация: Информационные процессы реализуются с помощью информационных процедур, реализующих тот или иной механизм переработки входной информации в конкретный результат. Различают следующие типы информационных процедур:

1.Полностью формализованные процедуры, при выполнении которых алгоритм переработки информации остается неизменным и полностью определен (поиск, учет, хранение, передача информации, печать документов, расчет на моделях).

2.Неформализованные информационные процедуры, при выполнении которых создается новая уникальная информация, причем алгоритм переработки исходной информации неизвестен (формирование множества альтернатив выбора, выбор одного варианта из полученного множества).

3. Плохо формализованные информационные процедуры, при выполнении которых алгоритм переработки информации может изменяться и полностью не определен (задача планирования, оценка эффективности вариантов экономической политики).

Формальное описание ИС

Формальное описание информационной системы S на языке теории множеств: S = {E,R,Z,F}, где Е — множество элементов; R — множество отношений между эле­ментами; Z — целевая функция; F— внешние факторы.

Например, если элементарную схему коммуникации считать системой, то ее описание можно представить в следующем виде:

E = {e₁, e₂, e₃}, где е₁ — коммуникант; е₂ — сообщение; е₃ — реципиент;

R = {r_1,2, r_3,2, r_1,3, r_3,1}, где r_1,2 — отношение коммуникант-сообщение; r_3,2 — отношение реципиент-сообщение; r_1,3 — отношение коммуникант—реципиент; r_3,1 — отношение реципиент—коммуникант;

Z = {z₁, z₂, z₃}, где z₁ — функция связи; z₂ — субъект-субъектное отношение; z₃ — субъект-объектное отношение;

F = {f₁, f₂, f₃}, где f₁ — канал связи; f₂ — помехи; f₃ — шумы.

12. Классификация информационных систем по различным критериям: по виду формализованного аппарата представления, по сложности структуры и поведения, по степени организации, по степени сложности. Закономерности систем. Закон необходимого разнообразия.

Классификация информационных систем

Системы разделяются на классы по различным признакам, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные принципы классификации. При этом систему можно охарактеризовать одним или несколькими признаками.

Системы классифицируются следующим образом:

• по виду отображаемого объекта—технические, биологические и др.;

• по виду научного направления — математические, физические, химические и т. п.;

• по виду формализованного аппарата представления системы — детерминированные и стохастические;

• по типу целеустремленности — открытые и закрытые;

• по сложности структуры и поведения—простые и сложные;

• по степени организованности — хорошо организованные, плохо организованные (диффузные), самоорганизующиеся системы.

Классификации всегда относительны. Так в детерминированной системе можно найти элементы стохастических систем.

Цель любой классификации ограничить выбор подходов к отображению системы и дать рекомендации по выбору методов.  

Системы разделяются на классы по различным признакам, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные принципы классификации. Системы классифицируются следующим образом:

• по виду формализованного аппарата представления системы — детерминированные и стохастические;

• по сложности структуры и поведения — простые и сложные;

• по степени организованности — хорошо организованные, плохо организованные (диффузные), самоорганизующиеся системы.

Классификации всегда относительны.

Детерминированные и стохастические системы

Системы для которых состояние системы однозначно определяется начальными значениями и может быть предсказано для любого момента времени называются детерминированными.

Стохастические системы - системы изменения в которых носят случайный характер

Хорошо и плохо организованные системы

Хорошо организованные системы. Представить анализируемый объект или процесс в виде «хорошо организованной системы» означает определить элементы системы, их взаимосвязь, правила объединения в более крупные компоненты, т. е. определить связи между всеми компонентами и целями системы, с точки зрения которых рассматривается объект или ради достижения которых создается система.

Примеры хорошо организованных систем: солнечная система, описывающая наиболее существенные закономерности движения планет вокруг Солнца; отображение атома в виде планетарной системы, состоящей из ядра и электронов.

Плохо организованные системы. При представлении объекта в виде «плохо организованной или диффузной системы» не ставится задача определить все учитываемые компоненты, их свойства и связи между ними и целями системы. Система характеризуется некоторым набором макропараметров и закономерностями.

Подход к отображению объектов в виде диффузных систем широко применяется при: описании систем массового обслуживания, определении численности штатов на предприятиях и учреждениях, исследовании документальных потоков информации в системах управления и т. д.

Самоорганизующиеся системы. Отображение объекта в виде самоорганизующейся системы — это подход, позволяющий исследовать наименее изученные объекты и процессы. Самоорганизующиеся системы обладают признаками диффузных систем. К ним добавляются такие признаки, как непредсказуемость поведения; способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, изменять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности; способность формировать возможные варианты поведения и выбирать из них наилучший и др.

Примеры: коллективное поведение людей, организация управления на уровне предприятия, отрасли, государства в целом, т. е. в тех системах, где обязательно имеется человеческий фактор.

Закономерности систем

Рассмотрим закономерности информационных систем, среди которых можно выделить следующие.

1. Целостность. Проявляется в возникновении новых интегративных качеств информационной системы, не свойственных образующим ее компонентам. Свойства информационной системы не являются сум­мой свойств каждого элемента, но зависят от этих свойств каждого эле­мента или ее части.

2. Интегративность. Интегративными называют системообразую­щие, системоохраняющие факторы, важными среди которых являют­ся неоднородность и противоречивость ее элементов, например, объем и скорость преобразования информации.

3. Коммуникативность. Информационная система не изолирова­на, она связана множеством каналов связи с внешней средой, которая неоднородна и представляет собой сложное образование, содержит вышестоящую систему, задающую требования и ограничения для нее.

4. Иерархичность. Заключается в том, что закономерность целост­ности проявляется на каждом уровне иерархии информационной сис­темы. Благодаря этому, на каждом уровне возникают новые свойства, которые не могут быть выведены как сумма свойств элементов. Здесь важно то, что объединение нескольких элементов в подсистему при­водит не только к появлению у нее новых свойств и утрате части пре­жних, но и то, что каждый элемент приобретает новые свойства, от­сутствующие у него до этого.

5. Эквифиналъность. Характеризует предельные возможности ин­формационных систем данного класса. Термин ввел Л. фон Берталанфи, который определяет эквифинальность открытой системы как спо­собность полностью детерминированных начальными условиями систем достигать не зависящего от времени состояния. Эта закономер­ность начинает проявляться, начиная с некоторого уровня сложности, достигаемого информационной системой.

6. Историчность. Основу закономерности «историчность» состав­ляют внутренние противоречия между компонентами информацион­ной системы, при создании которой нужно предусматривать не только вопросы формирования, но и развития, а при необходимости — унич­тожения (например, при несанкционированном доступе к информации).

7. НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗНООБРАЗИЯ. Впервые этот закон был сформули­рован У.Р. Эшби: чтобы создать информационную систему, способную предоставлять информационные услуги и обрабатывать информацион­ные потоки на предприятии, обладающие определенным, известным разнообразием, нужно, чтобы сама информационная система имела еще большее разнообразие, чем разнообразие решаемых проблем, или была способна создать в себе это разнообразие. Применение закона позволя­ет получить рекомендации по совершенствованию не только информационной системы, но и системы управления предприятием.

8. Осуществимость и потенциальная эффективность информаци­онной системы. Исследование взаимосвязи сложности структуры ин­формационной системы со сложностью ее поведения позволяют по­лучить количественные выражения предельных законов для таких качеств системы, как надежность, помехоустойчивость, управляемость и др. На основе этих законов возможно получение количественных оценок порогов осуществимости информационной системы с точки зрения того или иного качества. Объединяя качества, можно получить предельные оценки жизнеспособности и потенциальной эффективно­сти информационной системы.

9. Целеобразование. Оно предусматривает процессы обоснования и структуризации целей для информационной системы:

• представление о цели и ее формулировка;

• зависимость цели от внутренних и внешних факторов;

• возможность формулирования общей (глобальной) цели к зада­че ее структуризации;

• зависимость способа представления структуры целей от стадии познания объекта или процесса (продолжение первой закономерности);

• проявление в структуре целей закономерности целостности.

КГиГ