Введение
Понятие информационной системы
Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы (ИС) стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности.
Общие свойства ИС:
ИС предназначена для сбора, хранения и обработки информации.
В основе ИС лежит среда хранения, которая должна обеспечивать:
надежность хранения данных;
эффективность доступа к данным.
ИС предназначена для работы конечного пользователя.
Для конечного пользователя (например, банковского клерка) ИС является лишь инструментом в его профессиональной деятельности. И он в праве ожидать от ИС наличия свойств, которые делают ее именно таким инструментом.
ИС должна предоставлять конечному пользователю:
удобство в работе (простой, удобный, легко осваиваемый интерфейс);
всю необходимую функциональность.
Классификация информационных систем
Разнообразие задач, решаемых с помощью ИС, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся:
масштабом;
принципами построения (архитектурой);
назначением;
правилами обработки информации;
и т.д.
В задачи курса по БД не входит анализ различных типов ИС. Рассмотрим только некоторые классификации, которые затрагивают вопросы построения БД, как среды хранения в ИС.
Классификация ИС по масштабу.
Рис.1. Классификация ИС по масштабу
1). Однопользовательские (персональные) ИС.
предназначены для использования на одном рабочем месте;
в каждый момент времени обращается только один пользователь;
реализуются на автономном компьютере;
используются достаточно простые инструментальные средства для их создания.
Пример:
ИС, содержащая данные о домашней библиотеке (и/или дисках, CD, DVD и т.д.):
хранение информации о книгах (дисках) и их месте хранения;
хранение информации о том, кому временно отдана книга (диск);
получение выборочной информации по запросам (альбомы таких-то групп или жанров, поиск конкретного диска (книги)).
ИС для учетной деятельности малой фирмы (например, фирма, предоставляющая услуги по ремонту квартир, частному извозу, доставке продуктов питания на дом или другие виды услуг, 3 человека):
хранение информации о клиентах;
хранение информации о заказах;
хранение информации о поставщиках и их поставках;
автоматическая оценка стоимости заказа;
получение выборочной информации о заказах и клиентах;
получение информации для оценки деятельности (наиболее часто заказываемые услуги, зависимость услуг от времени года, времени суток и т.д.).
Основные задачи однопользовательских ИС:
ввод и хранение информации;
предоставление выборочной информации.
2). Групповые ИС.
предназначены для автоматизации деятельности в рабочей группе (отделе, подразделении);
в каждый момент времени одновременно могут обращаться несколько пользователей;
представляют собой специализированные рабочие места;
реализуются на локальных сетях;
имеют общий информационный фонд.
Пример:
ИС, содержащая данные о библиотеке в вузе:
Пользователи (специализированные рабочие места):
библиотекари, выдающие книги;
библиотекари, вносящие информацию о хранимых изданиях;
читатели, просматривающие каталоги.
Функции ИС:
автоматизированная выдача литературы;
отслеживание должников;
получение информации о наиболее востребованных изданиях;
получение выборочной информации по различным запросам.
ИС для магазина по продаже дисков:
Пользователи (специализированные рабочие места):
продавцы;
хозяин;
покупатели.
Функции ИС:
оформление продаж;
оформление предварительных заказов (если фирма предоставляет такие услуги);
просмотр каталога дисков для поиска нужного диска;
просмотр агрегированной информации о продажах.
Дополнительно в многопользовательских системах (в отличие от однопользовательских) необходимо обеспечить, чтобы действия одного пользователя не противоречили действиям другого пользователя:
один и тот же товар не должен быть продан дважды;
одна и та же книга не может быть выдана одновременно разным читателям;
одни и те же рабочие не могут быть отправлены на разные работы в одно и то же время.
Основные задачи групповых ИС:
ввод и хранение информации;
предоставление выборочной информации.
обеспечение одновременной работы нескольких пользователей.
3). Корпоративные ИС.
предназначены для автоматизации деятельности предприятия;
в каждый момент времени одновременно могут обращаться сотни и тысячи пользователей;
представляют собой множество специализированных рабочих мест, функционирующих в едином информационном пространстве;
реализуются на территориально разнесенных сетях;
имеют общий или распределенный по нескольким узлам информационный фонд.
Замечание:
Грань между групповыми и корпоративными ИС иногда бывает достаточно размытой.
Пример:
ИС, автоматизирующая деятельность межвузовских библиотек.
ИС для учетной деятельности фирмы, предоставляющей услуги и имеющей несколько филиалов:
Пользователи (специализированные рабочие места):
менеджеры по работе с клиентами (по продажам);
снабженцы;
кладовщики;
менеджер по персоналу;
директор.
Функции ИС:
оформление заказов в разных филиалах;
формирование заказов в соответствии с их структурой;
отслеживание складских запасов;
назначение посыльных (рабочих) на обслуживание заказов;
получение информации для оптимизации складских запасов;
получение информации для оптимизации распределения работников;
получение агрегированной информации для оценки деятельности фирмы;
КИС (ERP, Enterprise Resource Planning), в основе которых лежит стандарт управления предприятием MRP-II (Manufacture Resource Planning), обеспечивающий учет, анализ и планирование основных ресурсов (финансовых, человеческих, материальных).
поддерживают все основные аспекты управленческой деятельности предприятий:
планирование ресурсов для производства товаров (услуг);
оперативное управление выполнением планов (включая, снабжение, сбыт, ведение договоров);
все виды учета;
анализ результатов хозяйственной деятельности.
Основные задачи корпоративных ИС:
ввод и хранение информации;
предоставление выборочной информации.
обеспечение одновременной работы большого количества пользователей;
обеспечение единого информационного пространства предприятия.
Сравнительная характеристика ИС по масштабу
Показатель |
Однопользовательские ИС |
Групповые ИС |
Корпоративные ИС |
Число пользователей |
1 |
несколько ( <25 ) |
сотни, тысячи |
Тип информационного фонда |
один |
единый |
распределенный |
Размер информационного фонда |
< 10 Мб |
< 100 Мб |
достигает Тб |
Тип реализации |
1 компьютер |
локальная сеть |
распределенная сеть |
Классификация ИС по характеру решаемых задач.
Рис.2. Классификация ИС по характеру решаемых задач
1). Учетные системы.
OLTP-системы – системы оперативной обработки транзакций (On-Line Transaction Processing).
Транзакция – неделимый набор операций над хранящимися данными;
– успешно завершается, если выполнены все ее операции, в противном случае происходит откат в состояние, предшествующее выполнению транзакции.
Пример: Перевод денег со счета А на счет В.
Либо должны быть выполнены оба шага (снятие денег со счета А и помещение денег на счет В), либо перевод денег не выполняется вообще.
Нельзя допустить, чтобы был выполнен только один шаг.
OLTP-системы:
регулярный, интенсивный поток простых транзакций по обработке данных;
основная задача – обработка транзакций;
возможность в любое время добавлять, удалять и изменять данные;
минимальное время отклика на запрос к данным;
для решения оперативных задач.
Пример: Все рассмотренные в предыдущей классификации примеры относятся к OLTP-системам.
2). Системы поддержки принятия решений.
DSS – Decision Support Systems.
2.1). Системы оперативной аналитической обработки.
OLAP-системы - On-Line Analytical Processing:
поддерживают аналитическую деятельность, т.е. основная задача – анализ данных;
имеют специальные хранилища данных Data Warehouse, накапливающие информацию из различных источников за большой период времени;
используют многомерные методы анализа данных;
предоставляют аналитикам инструменты для анализа данных и проверки возникающих гипотез.
2.2). Системы глубокого анализа данных:
позволяют получать из имеющихся данных скрытые для пользователя знания:
функциональные и логические закономерности в накопленных данных;
модели и правила, объясняющие найденные закономерности;
прогнозы развития процессов;
и т.д.
используют технологию KDD (Knowledge Discovery in Database);
базируются на интеллектуальном анализе данных, использующем методы Data Mining;
предоставляют аналитикам инструменты для получения скрытых, нетривиальных данных.
Примеры: формулировка задач в различных типах ИС:
OLTP-системы (заранее известные, регламентированные запросы) |
OLAP-системы (заранее неизвестные, нерегламентированные запросы) |
Системы глубокого анализа (получение скрытых знаний) |
Сколько покупок совершено за текущий день по кредитным карточкам? |
Какова средняя величина ежедневных покупок по украденной и неукраденной кредитной карточке за последний месяц? |
Существуют ли стереотипные схемы покупок для случаев мошенничества с кредитными карточками? |
Сколько продано товаров конкретного вида? |
Какова общая сумма продаж по торговым точкам и товарным группам по дням за последнюю неделю? |
Каков прогноз продаж на следующий месяц по различным товарным группам? |
Классификация ИС по типу хранимых данных.
Рис.3. Классификация ИС по типу хранимых данных
1). Фактографические ИС:
хранение и обработка структурированных данных (числовые, текстовые, даты/времени);
над этими данными можно выполнять различные операции, т.е. обрабатывать.
2). Документальные ИС:
хранение и обработка документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов, текстов;
поиск выполняется с использованием семантических признаков;
обработка данных фактически не производится, т.е. основная задача – отобранные документы предоставить пользователю.
Пример: Рассмотренные ранее примеры ИС относятся к фактографическим.
В основе OLTP-систем в качестве среды хранения используются БД.