7. Аспекты проектирования оптимальной информационной системы

Рассмотрим вопросы построения оптимальной информационной системы на примере проектирования подсистемы документооборота МИС. При проектировании МИС одним из направлений является моделирование рациональной подсистемы документооборота, которая подразумевает:

• исключение или крайнее ограничение возвратного движения документов;

• однократность пребывания документа в одном структурном подразделении или у одного исполнителя;

• пребывание документа в той или иной инстанции должно быть обусловлено только необходимостью его обработки;

• различные операции должны выполняться параллельно для сокращения времени движения документов и повышения оперативности их исполнения;

• учетно-информационные сведения о ходе движения и исполнения документов, результаты контроля и другие сведения следует передавать в службу документационного обеспечения способами, исключающими возвратное движение самих документов;

• должны быть предусмотрены все возможные варианты движения документов.

Таким образом, даже при реализации подсистемы МИС (модуля, реализующего электронный документооборот) необходимо удовлетворить ряду противоречивых требований:

• сокращение времени доступа к актуальной информации;

• снижение нагрузки на сеть при информационном взаимодействии;

• максимизация уровня безопасности (обеспечения конфиденциальности информации) в МИС;

• минимизация повторного ввода данных;

• минимизация потери информации;

• увеличение точности определения выходных значений;

• уменьшение объема используемой оперативной памяти, занятой программами и данными.

Пусть муниципальная информационная система S должна реализовать множество операций (функций) O = {O₁,,...,0_m}. В качестве примера операции (функции) можно привести:

• поиск информации по заданным признакам (выборка данных, соответствующая конкретным условиям);

• передачу электронных документов от одного отдела к другому;

• автоматическое и автоматизированное составление отчетов.

Каждая i-я операция (функция, задача) O_i Î О может быть реализована подсистемой (модулем, процедурой) из заранее заданного множества подсистем Р = {Р_i1,...,Р_ir}, r = i,...,m. Каждая из этих подсистем отличается временем реализации, затратами на реализацию (технические средства, людские ресурсы), требованиями к мощности технических средств и уровню подготовки персонала.

Муниципальная информационная система S представляет собой упорядоченный набор подсистем (модулей) , где — подсистема из множества Р_i, реализующая f-ю операцию (функцию, задачу) О_i:, (т. к. Р_i и Р_j., могут пересекаться, то на i-м j-м местах в наборе , может стоять одна и та же подсистема).

Под оптимальностью муниципальной информационной системы p понимается недоминируемость его векторной оценки по бинарному отношению R, выражающему принцип оптимальности разработчика МИС.

Допустим, разработчик учитывает критерии из множества K={k₁,…, K_m}, например, время отклика системы на запрос, общий объем потока электронных документов, точность выводимых данных. Поэтому оценка МИС j(p) — это вектор в Е_m. Множеством управлений U является множество Р = Р₁ х...х Р_m ; отображение ср: U ® Е_m определяется правилом, по которому строится векторная оценка Р_l = {Р₁₁} муниципальной информационной системы p; бинарное отношение R — это отношение, выражающее принцип оптимальности разработчика. Таким образом <U, j, R >, задача проектирования оптимальной МИС является многокритериальной задачей оптимального управления <U, j, R> с указанными параметрами. Специфика определяется отображением j , т. е. правилами построения векторной оценки МИС.

Допустим, Р_l ={Р₁₁} , Р₂ = {P₂₁}, P₁ = P₂₁ = n₁ т.е. две операции О₁ и О₂. реализуются одним и тем же модулем n₁ При этом множество Р = Р₁ х Р₂ состоит из единственного элемента p = <n₁, n₂> .

Например, разработчика интересуют три критерия:

• общее время выполнения операций с документами;

• объем документопотока;

• уровень безопасности в системе.

Оценка МИС зависит от оценок входящих в нее подсистем (в нашем случае от оценок модуля n₁).

Обозначим через и время выполнения операций с документами О₁ и О₂ модулем n₁,, через — объем документопотока, через и уровень безопасности обработки документов при выполнении операций О₁ и О₂,.

Примем

Здесь время выполнения операций над документами О₁ и О₂ складывается из времен выполнения каждой операции в отдельности, объем документопотока не зависит от числа реализуемых операций, а уровень безопасности определяется по худшему случаю. Таким образом, правила построения оценок по критериям могут различаться.

Будем рассматривать два основных типа критериев оценки МИС. Для муниципальной информационной системы , положим

.

Назовем критерий однократным, если оценка МИС — p по нему является суммой оценок по этому же критерию всех подсистем из S(p). В нашем примере однократным является критерий 2).

Пусть а_i оценка по некоторому критерию выполнения подсистемой , операции О₁. Этот критерий назовем многократным, если оценка МИС по нему является значением числовой функции f(а_1;...,а_M). В нашем примере многократными являются критерии 1) и 3).

Пусть теперь

Р_l = {Р₁₁, Р₁₁}, Р_l ={Р₂₁, Р₂₂}, Р₁₁ =Р₂₁ = n , Р₁₂ = n₂, Р₂₂ = n₃.

Подсистема n₁ реализует операции О₁ и О₂; подсистема n₂ — только О₁; подсистема n₃ — только О₂ Рассмотрим две МИС:

p =< n₁, n₂ > , p =< n₂, n_з >.

Предположим, что нагрузка на сеть при активизации любого модуля (подсистемы) равна 1. Тогда = 1, = 2, так как S(p₁) = {n₁}, S(p₂) = {n₂, n₃}.

Способ решения задачи проектирования МИС состоит в постро­ении множества такого, что

.

Используя данный подход, в ряде случаев удается построить множество Р*, мощность которого значительно меньше мощности множества Р. Что значительно облегчает решение задачи оптимального проектирования МИС.

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию информационных систем.

2. Дайте сравнительную характеристику автоматизированных и автоматических систем обработки данных.

3. Охарактеризуйте функциональную и обеспечивающую подсистемы информационной системы.

4. Сформулируйте основные положения методологии структурного анализа и проектирования информационных систем.

5. В чем состоит основное отличие между методологиями SADT и DFD?

6. В чем заключается сущность объектно-ориентированного подхода проектирования информационных систем?

7. Охарактеризуйте существующие концепции построения информационных систем управления.

8. Перечислите и охарактеризуйте основные стадии жизненного цикла разработки информационной системы.

9. Сравните каскадную и спиральную модель жизненного цикла информационной системы.

10. Приведите основные достоинства и недостатки RAD-технологии.

11. Поясните сущность CASE-технологий.

12. Перечислите основные стадии и этапы создания информационных систем.

13. Какой стандарт регламентирует разработку и документацию программного обеспечения?

14. В чем заключается сущность формализованного представления предметной области?

15. Перечислите основные требования, предъявляемые к моделям предметной области.

16. Назовите главный критерий адекватности структурной модели предметной области.

17. Постройте интегрированную модель сложной системы в нотации UML.

18. Охарактеризуйте аспекты проектирования оптимальной информационной системы.

1^[1] Источник: Петров Ю.А. и др. Комплексная автоматизация управления предприятием: Информационные технологии —теория и практика/ Ю.А. Петров, Е.Л. Шлимовнч, Ю.В. Ирюпин. - М.: Финансы и статистика, 2001.

1^[2] Источник: Орлов С. А. Технологии разработки программного обеспечения: Учебник. - СПб.: Питер, 2002. -469с.

1^[3] Источник: Информатика: Учебник. — Изд. 3, персраб. / Под ред. Н.В. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 2004.

1^[4] Там же.

2^[5] Источник: Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: Учебное пособие. — М.: Гелиос АРВ.2002.

1^[6] Источник: Орлов С. А. Технологии разработки программного обеспечения. - СПб.: Питер, 2002.