2013-11 Архитектура ИС / Теоретический материал / ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

случае диалог пользователя с центральным компьютером окажется невозможным.

Удаленный терминал — это устройство ввода — вывода, удаленное от центрального компьютера на расстояние, исключающее возможность его непосредственного подключения. Соединение терминала с компьютером осуществляется с помощью канала передачи данных. Информация, получаемая с терминала, пригодна для непосредственного ввода в компьютер. В качестве удаленных терминалов используются персональные компьютеры, терминалы, телетайпы, специальные терминалы и абонентские пункты.

Подсистема связи содержит также программу, обеспечивающую взаимную связь терминалов с центральным компьютером и позволяющую ему управлять дистанционным терминалом.

1.1.3. Этапы развития информационных систем

По мере развития и совершенствования средств вычислительной техники, языков программирования и математического обеспечения компьютеры автоматизированные системы обработки данных претерпели несколько этапов развития. На ранних этапах компьютеры выполняли вместо человека громоздкие вычисления при решении числовых задач. В этом случае не требовалось больших объемов памяти, а используемые языки программирования ориентировались на работу с числовыми данными и выполнение инженерных расчетов.

Появление компьютеров третьего и четвертого поколений, разработка мощных операционных систем и языков программирования, ориентированных на обработку символьной информации, открыли новые пути использования средств вычислительной техники. На основе компьютеров начали создаваться СОХИ, предназначенные для решения различных информационных задач и информационного обслуживания пользователей. Характерной особенностью этих систем является то, что каждая СОХИ располагает собственным информационным фондом и ориентирована на решение узкого круга прикладных задач, использующих этот информационный фонд. Создаваемые наборы данных описываются в прикладных программах и могут использоваться только этими программами. Другие пользователи и приложения не имеют возможности использовать эти данные в своих целях.

Проиллюстрируем вышесказанное следующим примером. Предположим, что на предприятии отдельные службы решили автоматизировать часть своих функций с помощью компьютера, существующей в вычислительном центре предприятия. Тогда бухгалтерия для собственных целей создаст набор данных, содержащий сведения о рабочих и служащих предприятия, и использует этот набор для решения своих задач. Отдел кадров для своих задач создаст набор данных, который также содержит сведения о сотрудниках предприятия, причем часть данных этого набора отражает ту же информацию, что и данные первого набора. В результате многие данные, хранящиеся в памяти компьютера, дублируются, что ведет к неоправданному расходу памяти и является экономически невыгодным. Кроме того, при

изменении состава технических средств вычислительного центра все приложения вынуждены будут внести соответствующие изменения в свои программы. Гораздо экономичнее было бы создать один набор данных, содержащий совокупность сведений, которыми могли бы пользоваться все подразделения.

Решение подобной задачи оказалось возможным с появлением устройств внешней памяти прямого доступа. Была разработана концепция такой организации информационных массивов, которая позволяла бы использовать единый массив различными пользователями для различных приложений. Совокупность таких информационных массивов, описывающих определенные классы объектов, получила название база данных (БД). Комплекс программ, реализующих создание БД и поддержание ее в актуальном состоянии, а также обеспечивающих различным пользователям возможность использовать информацию, хранящуюся в БД, в своих целях, называется системой управления базой данных (СУБД). Все операции с данными осуществляются в БД автоматически под управлением СУБД. Функционирование БД обеспечивается специалистом или коллективом специалистов, называемым администратором базы данных. База данных, СУБД, а также комплекс технических средств, на которых реализована БД, образуют банк данных. В состав программного обеспечения банка данных входит также комплекс программ, управляющих собственно банком данных.

Возможность использования данных, хранящихся в БД, различными пользователями обеспечивается отделением программ, описывающих и поддерживающих БД, от прикладных программ пользователей. Связь системных и пользовательских программ осуществляется с помощью специальных сопрягающих программных блоков, входящих в состав СУБД. Программы сопряжения выделяют пользователю из БД подмножество данных, необходимое для решения его задач. Остальные данные, хранящиеся в БД и не интересующие этого пользователя, остаются для него "невидимыми". Благодаря такой организации программы пользователей становятся независимыми от изменений в БД и в техническом обеспечении банка данных. В случае возникновения изменений администратор БД вносит необходимые коррективы в блоки сопряжения, а программы пользователей остаются неизменными.

Данные, хранящиеся в БД, описывают объекты реального мира, поэтому структуры данных должны отражать реальные отношения и логические связи, существующие между объектами и их характеристиками. Работоспособность и эффективность БД во многом определяется тем, насколько правильно организована структура данных и как она отображена в памяти компьютера.

БД строится по определенным правилам и должна удовлетворять ряду требований, из которых основные:

∙минимальная избыточность. Каждый элемент данных вводится в hi один раз и хранится там в единственном экземпляре. При вводе данных СУБД осуществляет проверку на дублирование;

∙возможность актуализации. Данные, хранящиеся в БД, могут устаревать, при этом возникает необходимость ввести новые данные. Структура данных должна позволять включать новые и удалять устаревшие данные, а также вносить изменения в хранящиеся данные. При этом не должны меняться общая схема БД и программы пользователей. Изменения в схему БД может вносить только администратор БД;

∙обеспечение целостности данных. В системе возможно возникновение случайных ошибок в результате неосторожных действий пользователей, ошибок в программах и сбоев оборудования. СУБД должна обеспечивать защиту данных от разрушений и возможность восстановления искаженных данных;

∙высокая скорость поиска. Способ хранения данных на устройствах памяти должен обеспечивать работу банка данных в режиме диалога;

∙безопасность и секретность. Пользователи должны работать только с теми данными, которые им необходимы. Доступ к остальным данным должен быть для них ограничен. Данными, хранящимися в системе, не должны пользоваться лица, не имеющие на это права. СУБД обычно имеет средства идентификации пользователей, кроме того, для БД, хранящих секретную информацию, разрабатываются специальные средства обеспечения секретности;

∙возможность обеспечения разнообразных запросов различных пользователей. Это требование является основным для БД.

Банк данных обычно ориентирован на информационное обслуживание пользователей — неспециалистов в области вычислительной техники. Для этого в состав СУБД включаются определенные лингвистические средства: специально разработанный язык запросов или язык манипулирования данными, состоящий из нескольких операторов, позволяющих данные искать, читать, записывать, изменять.

В настоящее время созданы готовые универсальные СУБД, которые можно взять за основу при проектировании конкретных ИС.

Автоматизированные АИС могут функционировать на основе распределенного банка данных, состоящего из некоторого числа отдельных баз данных, рассредоточенных по определенной территории и связанных между собой. Совокупность средств вычислительной техники, обеспечивающих функционирование распределенного банка данных, образует многомашинную систему, называемую информационно-вычислительной сетью (ИВС). Узлами такой сети являются компьютеры и абонентские устройства, которые могут быть построены на основе персональных компьютеров, связанные между собой каналами передачи данных. Отдельные информационные базы создаются и функционируют на вычислительных

центрах предприятий, организаций и могут быть специализированы по различным предметным областям. В пределах распределенного банка данных обеспечен свободный обмен информацией между отдельными БД и отдельными узлами сети. В случае необходимости отдельные БД могу использоваться как единый информационный фонд. Объединение в ИВС нескольких ЭВМ создает возможность резервирования одних вычислительных центров за счет технических ресурсов других, а также позволяет объединять вычислительные ресурсы отдельных центров для решения сложных задач.

В зависимости от степени территориальной рассосредоточенность

р е г и о н а л ь н ы е , охватывающие определенные территориальные регионы область и т.п.; л о ка л ь н ы е , создаваемые в пределах одной организации или производственного объединения и с максимальным расстоянием между отдельными БД не более нескольких километров.

После достаточно детального обзора информационных систем и краткой характеристики составляющих систем уместно будет рассмотреть краткую историю их развития. История развития информационных систем и цели их использования на разных периодах представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Изменение подхода к использованию информационных систем

∙ вывод информации для представления потребителям или передачи в другую сис-

тему;

∙ обратная связь - это информация, переработанная людьми данной организации

для коррекции входной информации.

Рис. 1.2. Процессы в информационной системе

Информационная система определяется следующими свойствами:

∙ любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и

управляема на основе общих принципов построения систем;

∙информационная система является динамичной и развивающейся;

∙при построении информационной системы необходимо использовать системный

подход;

∙ выходной продукцией информационной системы является информация, на осно-

ве которой принимаются решения;

∙ информационную систему следует воспринимать как человекокомпьютерную

систему обработки информации.

В глазах большинства людей сегодня информационная система ассоциируется с компьютером, который выступает в ней в качестве одной из главных компонент. В общем случае информационную систему можно понимать и в некомпьютерном варианте.

Для понимания сути информационной системы необходимо понять суть проблем, которые она решает, а также организационные процессы, в которые она включена. Так, например, при определении возможности компьютерной информационной системы для поддержки принятия решений следует учитывать:

∙структурированность решаемых управленческих задач;

∙уровень иерархии управления фирмой, на котором решение должно быть принято;

∙принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере бизнеса;

∙вид используемой информационной технологии.

Технология работы в компьютерной информационной системе доступна для понимания специалистом некомпьютерной области и может быть успешно использована для контроля процессов профессиональной деятельности и управления ими.

1.1.5. Что можно ожидать от внедрения информационных систем

Современные информационные системы могут придать предприятиям их использующим ряд новых возможностей и качеств, которые прежде были просто недоступны, в частности информационная система может способствовать:

∙получению более рациональных вариантов решения управленческих задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.;

∙освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;

∙обеспечению достоверности информации;

∙замене бумажных носителей данных на магнитные диски или ленты, что приводит к более рациональной организации переработки информации на компьютере и снижению объемов документов на бумаге;

∙совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота в фирме;

∙уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;

∙предоставлению потребителям уникальных услуг;

∙отысканию новых рыночных ниш;

∙привязке к фирме покупателей и поставщиков за счет предоставления им разных скидок и услуг.

1.1.6. Информационные технологии, средства анализа и проектирования корпоративных информационных систем

Для комплексной автоматизации деятельности предприятий необходимо внедрение корпоративных информационных систем, с которыми работают менеджеры высшего звена корпорации. Эти системы им необходимы для принятия решений. А это, в сою очередь, предполагает, что предварительно должны быть решены задачи автоматизации рабочих мест, связанных с выполнением текущих производственных функций и оперативным управлением производственными процессами на уровне нижнего и среднего звена менеджеров.

Сегодня присутствует два подхода к решению задачи комплексной автоматизации деятельности предприятия:

∙Поэтапная разработка корпоративной системы собственными силами (включая использование готовых или заказных программных продуктов сторонних фирм и организаций, позволяющих автоматизировать отдельные рабочие места или производственные процессы) и

∙Внедрение готовой информационной системы корпоративного уровня

Преимущество первого подхода состояло в том, что в создаваемой собственными силами системе в наибольшей степени можно было учесть потребности и специфику работы конкретного предприятия. Хотя, следует отметить, не всегда это качество является достоинством. Существует мнение, что автоматизация плохо организованных бизнес-процессов способна только ухудшить ситуацию на предприятии. Наверно есть и тому немало подтверждений. Поэтому, разработке информационной системы должен предшествовать анализ, а если необходимо, то и реинжиниринг производственной деятельности. Кроме того, "эволюционный" характер постепенных улучшений с возможностью поэтапного финансирования разработок во многих случаях выглядит более привлекательно по сравнению с риском кардинальных преобразований и значительных затрат, связанных с внедрением готовых систем. К сожалению, этот путь решения проблемы автоматизации оказывается слишком растянут во времени, часто превращаясь в "постоянный процесс разработки", когда разработчики не успевают за изменениями, происходящими в организации. В конце концов, результат от такой автоматизации практически может быть сведен к нулю.

Корпорации, располагающие необходимыми финансовыми средствами, отдают предпочтение готовым программным системам. Однако, успех от внедрения такой системы, в значительной степени зависит от готовности (и возможности) корпорации работать по "правилам", диктуемым приобретаемой информационной системой. "Готовая" информационная система имеет модульную архитектуру, и процесс внедрения такой системы может быть выполнен по этапам - начиная с модулей, автоматизирующих наиболее критичные участки работы. При этом, обеспечивается "целостность" системы, позволяющая воспользоваться на соответствующих рабочих местах новыми функциями подключаемых модулей.

Опыт разработки "готовых" информационных систем позволил сформировать новый подход к созданию корпоративных информационных систем, основанный на "сборке" систем из программных "компонент" различных фирм-производителей. Компонентная архитектура корпоративных информационных систем стала возможной благодаря поддержке ведущими производителями программного обеспечения общих стандартов на проектирование, разработку и технологию компонентной "сборки"

информационных систем, реализуемых на различных программноаппаратных платформах.

На современном этапе развития информационных технологий компонентная технология создания корпоративных информационных систем выглядит наиболее привлекательной и перспективной. Действительно, она объединяет гибкость в выборе необходимых компонент информационной системы, свойственную разработке системы собственными силами, с надежностью кода и функциональной полнотой, проверенными многократным использованием, характерным для коммерческих программных продуктов. Более того, компонентная технология позволяет оперативно вносить изменения в существующую информационную систему не нарушая ее работоспособности. При этом, новые приложения могут работать с новыми модулями, а старые - с прежними модулями, которые остаются в системе. Снимается проблема "унаследованных" систем - нет необходимости их замены для изменения или расширения функциональности, а значит уменьшаются затраты на сопровождение и модернизацию информационной системы.

Для того, чтобы компонентная архитектура информационных систем стала реальностью необходимы три условия:

∙Наличие методологии анализа и проектирования информационных систем, обеспечивающих компонентную разработку и "сборку" систем,

∙Сформированный рынок готовых программных компонент, поддерживающих общие стандарты на технологию разработки и "сборки" компонент и

∙Стандартные компоненты программного обеспечения "инфраструктуры" информационной системы, поддерживающие взаимодействие между компонентами системы

Стремительный рост числа доступных программных компонент и их библиотек, постоянно расширяющийся рынок инструментальных программных средств анализа, проектирования и разработки систем с компонентной архитектурой и поддержка многокомпонентных систем на различных программно-аппаратных платформах способно, по мнению многих специалистов в области информационных технологий, коренным образом изменить "облик" корпоративных информационных систем. Особенно сильно тенденция к созданию многокомпонентных систем проявилась в технологии интернет/интранет, в которой активно используются компоненты ActiveX и JavaBeans. Воспользоваться преимуществами компонентной технологии, основанной на общих стандартах, стремятся и такие производители готовых систем, как SAP (R3).

Ключевым фактором успеха в реализации компонентной технологии становятся методология и средства анализа и проектирования многокомпонентных информационных систем. Методология создания информационных систем с компонентной архитектурой "выросла" из