§ 2. Информационные системы

Кроме сферы управления, есть еще одна область, в ко­торой к машине предъявляются почти такие же требования. Это сфера информации.

Каждый ученый, каждый научно-исследовательский ин­ститут нуждается в получении сведений обо всех научных результатах, полученных другими институтами и другими учеными в его науке. Без этого значительная часть усилий ученых расходуется на получение результатов, которые уже получены другими людьми.

Для удовлетворения потребностей в информации соз­даются информационные системы. Эти системы могут быть неавтоматизированными. Например, нужные сведения можно выбирать из различных источников и записывать на карточках, которые затем в определенном порядке должны быть размещены в специальных ящиках, разме­щенных в специальных шкафах. Работа по заполнению новых карточек должна осуществляться постоянно. При необходимости получения информации нужно найти соот­ветствующие карточки в такой картотеке и составить на их основании информационную справку.

Аналогичные картотеки ведутся в больших библиотеках, для того чтобы можно было найти любую книгу не только по фамилии автора (которая может быть и малоизвестной), но и по другим исходным данным, например, по тем или другим характеристикам ее содержания.

Подобные информационные системы создаются и в различных информационных агентствах, накапливающих сведения о тех или иных различных событиях, происходя­щих в мире.

Огромные объемы информации, накапливаемые в ин­формационных системах, делают поиск данных далеко не простой задачей. Вполне понятно, что в качестве техниче­ской основы информационной системы стали применять ЭВМ, быстродействие которых позволяет надеяться на эф­фективность такого применения.

В чем же особенность математического обеспечения ЭВМ, используемой в составе информационной системы? Оказывается, что требования к информационным системам очень различны и зависят от их назначения. В соответствии с этим различны и требования, предъявляемые к математи­ческому обеспечению таких систем.

Некоторые информационные системы должны работать в режиме коллективного пользования. Для них приме­няются ЭВМ, оснащенные большим числом терминалов. Естественно, что ОС такой информационной системы долж­на обеспечивать режим разделения времени. . Как правило, такие «оперативные» информационные системы выдают сведения непосредственно в том виде, в ка­ком эти сведения в них хранятся.

Такие информационные системы называются поисковыми. Основные задачи сводятся либо к поиску сведений в массивах накопленной информации и выдаче их на печа­тающие устройства пользователей, либо к приему новой информации и размещению ее на местах, освобождающих­ся от устаревшей информации.

Подобные мелкие информационные системы очень эф­фективны на транспорте, например, при продаже пасса­жирских билетов, производимой многими кассирами, да к тому же размещенными в различных помещениях, иногда в разных концах города.

В капиталистических странах подобные простые инфор­мационные системы предоставляются в распоряжение част­ных пользователей (отдельных бизнесменов), которым они оказываются полезными для того, чтобы постоянно контро­лировать свое финансовое положение. Ясно, что информа­ция, принадлежащая одним бизнесменам, представляет очень большой интерес для других. Каждый не прочь полу­чить справку о состоянии дел своего компаньона или кон­курента. Поэтому в информационных системах, обслуживаю­щих бизнес, очень серьезной проблемой является защита информации от лиц, для которых она не предназначена. Система мероприятий, предназначенных для этой цели, называется защитой конфиденциальности информации. Ко­нечно, защита конфиденциальности в ряде случаев очень важна и в социалистических странах. Операционные систе­мы подобных систем коллективного пользования имеют ряд специальных подпрограмм, осуществляющих защиту кон­фиденциальности.

Как может быть защищена конфиденциальность? Наи­более простым способом ее защиты является система по­стоянно изменяющихся паролей. Для того чтобы записать информацию или прочитать ее, пользователь, кроме собст­венного запроса, должен ввести в ЭВМ свой пароль. При отсутствии или несоответствии пароля ни прием, ни выдача информации не производятся.

Разработаны и многие другие мероприятия для защиты конфиденциальности. Хотя этот вопрос и интересен, но не с точки зрения теории алгоритмов, и потому более подробно мы его освещать не станем. Во всяком случае, защита конфиденциальности является специфической функ­цией ОС некоторых информационных систем.

Совсем иной характер имеют информационные системы, выдающие справки о состоянии крупных объектов (как это бывает в системах управления коллективами людей) или о ' большом количестве событий (как это имеет место в систе­мах информации). Здесь выдача сведений в том виде, в каком они хранятся в машине, может оказаться совершенно бес­полезной из-за очень большого объема этих сведений и не­обходимости их существенной переработки, систематиза­ции, а иногда и предварительного выполнения на их основе сложных расчетов. Здесь, кроме поиска сведений в записан­ных массивах информации, большую роль играет их за­вершающая переработка.

Функционально-структурная схема ОС подобной боль­шой информационной системы приведена на рис. 21. Ха­рактерной особенностью этой ОС является ее приспособ­ленность к накоплению информации, информационному поиску и завершающей обработке выбранной информации. Супервизор ОС принимает введенные в систему запросы, анализирует их и включает в план приказы об их обработке. При составлении плана работы супервизор учитывает также график донесений, выдаваемых систематически в установ­ленные моменты времени. Для этого в составе супервизора имеется специальная программа службы времени, которая должна вести календарный учет времени. В идеальном случае в составе ЭВМ для этой цели должно быть электрон­ное устройство, работающее даже в то время, когда система выключена. В простейшем случае после каждого перерыва в работе ЭВМ супервизор требует сведения, о календарном времени от оператора и в случае, если оказывается, что упу­щены моменты выдачи некоторых донесений, требует при­каза о том, пропустить ли эти донесения или выдать их с опозданием. Запросы, получаемые супервизором, могут содержать вопрос (требование сведений) или новую инфор­мацию, которая должна быть размещена в информационных массивах системы.

Ввод новой информации в ряде случаев связан с необ­ходимостью перестройки основных массивов и может тре­бовать большого расхода времени. Поступление новых а затем, если там нет нужных сведений, производится поиск в основном массиве. Изредка, когда система не загружена ответами на вопросы, производится включение новых све­дений в основной массив информации. Эта процедура назы­вается обновлением информации.

В больших информационных системах содержатся сотни миллионов кодов (чисел или текстов). Информационный поиск представляет собой при этом очень сложную про­блему. Он вообще становится возможным только благодаря тому, что информация при размещении ее в массиве очень четко классифицируется, распределяется по «рубрикам» и «подрубрикам» массива.

В том случае, когда запрос является вопросом, он под­вергается анализу, в результате которого разделяется на две компоненты. Одна компонента нужна для поиска инфор­мации, а другая — для поиска обрабатывающей подпрограм­мы, которая должна быть применена к выбранной инфор­мации. Кроме информационного массива, в составе системы содержится массив, хранящий такие подпрограммы (биб­лиотека обрабатывающих подпрограмм). После получения ответа на вопрос ответ должен быть отредактирован и лишь после этого отпечатан и доставлен абоненту.

Заметим, что с течением времени изменяется не только информационный массив, но и библиотека обрабатывающих подпрограмм. Связано это с тем, что с изменением храня­щейся информации, которая отражает состояние некоторой области объектов, могут появляться новые виды сведений, требующие новых алгоритмов обработки.

Для обеспечения возможности обновления библиотеки обрабатывающих подпрограмм в составе системы должен быть специальный транслятор и, конечно, программа ве­дения библиотеки подпрограмм.

Нужно отметить одну особенность, отличающую инфор­мационные системы, используемые в составе систем управ­ления, от информационных систем, входящих в состав сис­тем информации. Заключается эта особенность в том, что библиотека обрабатывающих подпрограмм в системах уп­равления, как правило, недостаточно полна. Если всевоз­можные задачи, связанные с выполнением расчетов и груп­пировкой сведений, исследованы довольно основательно, то задачи принятия решений (решения, конечно, должны быть «оптимальными» или хотя бы не очень «плохими») пока изучены мало.

В связи с этим в системах управления коллективами людей для решения задач управления привлекаются люди. ЭВМ, как правило, выдает им некоторые варианты решения, на основании которых специалисты вносят коррективы. Коррективы должны быть введены в ЭВМ и использованы для дальнейшей обработки информации. После довольно большого числа сеансов обращения к специалистам и полу­чения от них корректив в конце концов получают прием­лемый результат.

Подобная «игра в мячик», в которой, с одной стороны, участвует ЭВМ, а с другой — специалист (или группа специалистов), связана с необходимостью сохранения в ЭВМ корректируемых результатов до тех пор, пока не будет получен окончательный результат. В информационной си­стеме должен быть предусмотрен специальный массив кор­ректируемых результатов и программа корректировки. К числу видов «запроса» прибавляется еще один вид: «исправления получаемого результата».

Читатель, может быть, спросит: «Зачем хранить в ма­шине результат, подлежащий корректировке? Ведь его можно с исправлениями ввести в машину». Это было бы очень невыгодно, так как ввод информации осуществляется довольно медленно. Одно дело ввести целый массив информации, а другое — некоторые лаконичные указания о его корректировке.

Может у читателя возникнуть и еще один вопрос: «Как могут люди решать такие задачи, которые нельзя решать на ЭВМ?». Отвечая коротко на этот вопрос, скажем только, что решение многих задач управления люди осуществляют, привлекая для этого огромные запасы информации, накоп­ленные в их мозге в обобщенном виде. Использование этих данных мы называем интуицией и результатами опыта. В информационной системе таких больших и так обобщен­ных сведений просто нет, да и необходимые для их получе­ния алгоритмы еще не созданы. Автор убежден, что в бли­жайшем будущем многие проблемы, доступные только лю­дям, станут доступными и для решения на машинах.