2013-11 Архитектура ИС / Теоретический материал / ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
.pdfдают дома. Нужны проект, землеустройство, строительство и др., чтобы появился дом.
Аналогично для создания и использования информационной системы необходимо сначала понять структуру, функции и политику организации, цели управления и принимаемых решений, возможности компьютерной технологии. Информационная система является частью организации, а ключевые элементы любой организации - структура и органы управления, стандартные процедуры, персонал, субкультура.
Построение информационной системы должно начинаться с анализа структуры управления организацией.
1.2.2. Структура управления организацией
Координация работы всех подразделений организации осуществляется через органы управления разного уровня. Под управлением понимают обеспечение поставленной цели при условии реализации следующих функций: организационной, плановой, учетной, анализа, контрольной, стимулирования. Рассмотрим содержание управленческих функций.
oОрганизационная функция заключается в разработке
организационной структуры и комплекса нормативных документов: штатного расписания фирмы, отдела, лаборатории, группы и т.п. с указанием подчиненности, ответственности, сферы компетенции, прав, обязанностей и т.п. Чаще всего это излагается в положении по отделу, лаборатории или должностных инструкциях.
oПланирование (плановая функция) состоит в разработке и
реализации планов по выполнению поставленных задач. Например, бизнес-план для всей фирмы, план производства, план маркетинговых исследований, финансовый план, план проведения научно-исследовательской работы и т.д. на различные сроки (год, квартал, месяц, день).
oУчетная функция заключается в разработке или использовании уже
готовых форм и методов учета показателей деятельности фирмы: бухгалтерский учет, финансовый учет, управленческий учет и т.п. В общем случае учет можно определить как получение, регистрацию, накопление, обработку и предоставление информации о реальных хозяйственных процессах.
oАнализ или аналитическая функция связывается с изучением итогов
выполнения планов и заказов, определением влияющих факторов, выявлением резервов, изучением тенденций развития и т.д. Выполняется анализ разными специалистами в зависимости от сложности и уровня анализируемого объекта или процесса. Анализ результатов хозяйственной деятельности фирмы за год и более проводят специалисты, а на уровне цеха, отдела ? менеджер этого уровня (начальник или его заместитель) совместно со специалистомэкономистом.
oКонтрольная функция чаще всего осуществляется менеджером:
контроль за выполнением планов, расходованием материальных ресурсов, использованием финансовых средств и т.п.
oСтимулирование или мотивационная функция предполагает
разработку и применение различных методов стимулирования труда подчиненных работников:
oфинансовые стимулы - зарплата, премия, акции, повышение в должности и т.п.;
oпсихологические стимулы - благодарности, грамоты, звания, степени, доски почета и т.п.
Впоследние годы в сфере управления все активнее стало применяться понятие "принятие решения" и связанные с этим понятием системы, методы, средства поддержки принятия решений.
Принятие решения - акт целенаправленного воздействия на объект управления, основанный на анализе ситуации, определении цели, разработке программы достижения этой цели. Структура управления любой организации традиционно делится на три уровня: операционный, функциональный и стратегический.
Уровни управления (вид управленческой деятельности) определяются сложностью решаемых задач. Чем сложнее задача, тем более высокий уровень управления требуется для ее решения. При этом следует понимать, что более простых задач, требующих немедленного (оперативного) решения, возникает значительно большее количество, а значит, и уровень управления для них нужен другой - более низкий, где принимаются решения оперативно. При управлении необходимо также учитывать динамику реализации принимаемых решений, что позволяет рассматривать управление под углом временного фактора. На рис. 1.3 отображены три уровня управления, которые соотнесены с такими факторами, как степень возрастания власти, ответственности, сложности решаемых задач, а также динамика принятия решений по реализации задач.
Рис. 1.3. Пирамида уровней управления, отражающая возрастание власти, ответственности, сложности и динамику принятия решений
Операционный (нижний) уровень управления обеспечивает решение многократно повторяющихся задач и операций и быстрое реагирование на изменения входной текущей информации. На этом уровне достаточно велики как объем выполняемых операций, так и динамика принятия управленческих решений. Этот уровень управления часто называют оперативным из-за необходимости быстрого реагирования на изменение ситуации. На уровне оперативного (операционного) управления большой объем занимают учетные задачи.
Функциональный (тактический) уровень управления обеспечивает решение задач, требующих предварительного анализа информации, подготовленной на первом уровне, На этом уровне большое значение приобретает такая функция управления, как анализ. Объем решаемых задач уменьшается, но возрастает их сложность. При этом не всегда удается выработать нужное решение оперативно, требуется дополнительное время на анализ, осмысление, сбор недостающих сведений и т.п. Управление связано с некоторой задержкой от момента поступления информации до принятия решений и их реализации, а также от момента реализации решений до получения реакции на них.
Стратегический уровень обеспечивает выработку управленческих решений, направленных на достижение долгосрочных стратегических целей организации. Поскольку результаты принимаемых решений проявляются спустя длительное время, особое значение на этом уровне имеет такая функция управления, как стратегическое планирование. Прочие функции управления на этом уровне в настоящее время разработаны недостаточно полно. Часто стратегический уровень управления называют стратегическим или долгосрочным планированием. Правомерность принятого на этом уровне решения может быть подтверждена спустя достаточно длительное время. Могут пройти месяцы или годы. Ответственность за принятие управленческих решений чрезвычайно велика и определяется не только результатами анализа с использованием математического и специального аппарата, но и профессиональной интуицией менеджеров.
1.2.3. Персонал организации
Персонал организации - сотрудники разной степени квалификации и уровней управления - от секретарей, выполняющих простейшие типовые операции обработки, до специалистов и менеджеров, принимающих стратегические решения. На рис. 1.4 показано соответствие разных уровней квалификации персонала уровням управления:
Рис. 1.4. Квалификация персонала по уровням управления
oна верхнем, стратегическом, уровне управления - менеджеры
высшего звена руководства организации (фирмы и его заместители). Основная их задача - стратегическое планирование деятельности фирмы на рынке и координация внутрифирменной тактики управления;
oна среднем, функциональном, уровне - менеджеры среднего звена и
специалисты (начальники служб, отделов, цехов, начальник смены, участка, научные сотрудники и т.п.). Основная задача - тактическое управление фирмой при решении основных функций в заданной сфере деятельности;
oна нижнем, операционном, уровне - исполнители и менеджеры
низшего звена (бригадиры, инженеры, ответственные исполнители, мастера, нормировщики, техники, лаборанты и т.п.). Основная задача - оперативное реагирование на изменение ситуации.
На всех уровнях управления работают как менеджеры, осуществляющие только общие функции, так и менеджеры-специалисты, которые реализуют функции управления в сфере своей компетенции.
1.2.4. Прочие элементы организации
Стандартные процедуры в организации - точно определенные правила выполнения заданий в различных ситуациях. Они охватывают все стороны функционирования организации, начиная от технологических операций по составлению документов на производимую продукцию и кончая разбором жалоб потребителей.
Субкультура любой организации - совокупность представлений, принципов, типов поведения. Особую роль играет важная ее составляющая - информационная культура специалиста. Это также должно найти отражение в информационной системе. Существует взаимозависимость между стратегией, правилами, процедурами организации и аппаратной, программной,
телекоммуникационной частями информационной системы. Поэтому очень важно на этане внедрения и проектирования информационных систем активное участие менеджеров, определяющих круг предполагаемых для решения проблем, задач и функций по своей предметной области. Следует заметить также, что информационные системы сами по себе дохода не приносят, но могут способствовать его получению. Они могут оказаться дорогими и, если их структура и стратегия использования не были тщательно продуманы, даже бесполезными. Внедрение информационных систем связано с необходимостью автоматизации функций работников, а значит, способствует их высвобождению. Могут также последовать большие организационные изменения в структуре фирмы, которые, если не учтен человеческий фактор и не выбрана правильная социальная и психологическая политика, часто проходят очень трудно и болезненно.
1.3. КАК СОЗДАТЬ ИНФОРМАЦИОННУЮ СИСТЕМУ?
Вопросительный знак стоит не даром. Это действительно проблема, которую приходится решать в большинстве современных предприятий, независимо от того, какого рода бизнесом они занимаются. Термин "информационная система" относится к классу программных продуктов, облегчающих, или "автоматизирующих" ведение бизнеса. Система называется "информационной", если она поддерживает информационную поддержку бизнеса (любой деловой человек знает, сколько сил и средств уходит на поддержание необходимой информации). Соответствующая программа называется "системой", если она (в некоторых случаях последовательно, а иногда параллельно) выполняет более одной функции (одним из распространенных примеров являются информационные системы, поддерживающие ведение складского хозяйства: они отслеживают поступление товаров на склад, отпуск товаров покупателю, а также контролируют наличие на складе необходимого количества каждого продукта).
В большинстве случаев для создания собственной информационной системы невозможно обойтись без использования баз данных. Чем отличается "база данных" от какого бы то ни было склада данных, поддерживаемого в файлах операционной системы? Этот вопрос уже обсуждался ранее. Тем не менее, основное отличие состоит в том, что набором данных, входящих в состав базы данных управляет специальная системная программа, обычно называемая "системой управления базами данных (СУБД)", которая обладает знаниями по поводу связи между разнородными данными. Например, в случае складской системы, СУБД, управляющая соответствующей базой данных, должна знать, что для всех единиц любого товара, перечисленных в общей складской ведомости, должно быть проставлено правильное число в документе, регулирующем поступление товаров на склад. Такого типа свойства называются целостностью базы данных. При создании базы данных информационной системы разработчик сообщает СУБД, какого рода ограничения целостности
система должна поддерживать в базе данных, а далее ответственность берет на себя СУБД, без требования вмешательства прикладной программы. Обычно механизм обеспечения целостности баз данных интегрируется с механизмом управления транзакциями - последовательностью операций модификации базы данных, воспринимаемыми СУБД как одна атомарная операция.
Второй важной особенностью СУБД является обеспечение выполнения так называемых "незапланированных " запросов к базе данных. Представим себе, что при проектировании информационной системы, предназначенной для автоматизации управления складом, было запланировано выполнение запросов о наличии на складе товаров, операций модификации данных при отпуске товаров со склада и их получении, а впоследствии понадобилась информация об общем объеме поставок от данного поставщика. При отсутствии СУБД понадобилась бы переделка информационной системы. Однако СУБД, обладая достаточными знаниями о предметной области (например, о структуре и смысле данных складской информационной системы), может обеспечить (и реально обеспечивает) универсальный язык запросов (обычно, язык SQL), позволяющий сформулировать произвольный запрос на выборку информации из соответствующей базы данных. Такой запрос может быть в любой момент подан с терминала (без участия информационной системы) или встроен в одну из прикладных программ, входящих в информационную систему.
Наконец, еще одной важной особенностью большинства современных СУБД является обеспечение так называемого "режима мультидоступа". Сегодня развитые компьютерные архитектуры обычно относятся к одной из двух категорий (или к их комбинации): информационно-вычислительный сервер (mainfraim) с более чем одним подключенным к нему терминалом или локальная или распределенная информационно-вычислительная сеть серверов и клиентских рабочих станций, обеспечивающая совместное использование ресурсов. В любом случае каждый из потенциальных пользователей может захотеть (и иметь на это право) в любой момент времени воспользоваться услугами информационной системы. Соответственно, информационная система должна иметь возможность параллельно (или квазипараллельно - главное, чтобы у конечного пользователя не возникали ощущения чувствительной задержки ответа) выполнить операции, задаваемые несколькими пользователями одновременно (или очень близко во времени). При этом такое "параллельное" выполнение является корректным, т.е. результат получается таким, как если бы несколько параллельных транзакций выполнялось последовательно (в литературе по базам данных используется термин "сериализованное выполнение пользовательских транзакций"). Подавляющее большинство современных развитых СУБД поддерживает эту возможность, избавляя разработчиков информационных систем от необходимости заботиться об обеспечении режима мультидоступа. Базовые знания в области систем управления базами данных кажутся необходимыми для проектировщиков и разработчиков
информационных систем (независимо от того, какая конкретная СУБД будет использоваться).
Итак, современные СУБД предназначены именно для разработчиков и последующих пользователей информационных систем. Достаточно часто проблемой является проектирование и разработка информационной системы даже в том случае, если система опирается на какую-либо современную СУБД. Приходится решать задачи трех видов: проектирование и разработка логической структуры самой информационной системы как набора программ; проектирование лежащей в основе общего проекта информационной системы базы данных; проектирование и разработка интерфейсных подсистем, как тех, которые относятся к взаимодействиям информационной системы с конечным пользователем, так и тех, которые связывают прикладные программы с СУБД. Если проектируемая информационная система достаточно сложна (а это обычное явление), то решение этих задач "вручную", без привлечения программных инструментальных средств, как правило, превышает человеческие возможности.
О решении всех этих вопросов позаботились софтверные компании, которые производят средства, служащие инструментом при проектировании и разработке информационных систем. Конечно, прежде всего, это системы класса CASE (Computer Added Software Enginering), ориентированные на поддержку разработки информационных систем. Наиболее развитые CASEсистемы позволяют автоматизировать процесс проектирования и разработки прикладной системы, поддерживая полную документацию (возможно, с разными версиями) обо всем этом процессе. Может быть, наиболее важно то, что такие системы существенно помогают создавать схему базы данных, лежащей в основе проекта информационной системы. CASE-системы позволяют естественно (и достаточно просто) пройти путь от интуитивного представления структуры и поведения нужной предметной области до формализованного представления в терминах языка SQL. Такие возможности CASE-систем может оценить каждый, кому приходилось вручную проектировать схему достаточно сложной базы данных.
Другой класс программных средств (часто интегрированных с CASEсистемами) составляют программные системы языков четвертого поколения (4GL). Это название означает лишь то, что такие, как правило, интерпретируемые языки предоставляют пользователю более или менее удобные средства для формирования интерфейса с конечным пользователем (например, в виде меню или форм), обеспечивают сравнительно простые возможности для взаимодействия с системой управления базами данных, а также предоставляют (обычно, достаточно примитивные) средства программирования. Основным достоинством языков четвертого поколения является то, что они обеспечивают возможность так называемого "быстрого прототипирования приложений (rapid prototyping)".
Это означает то, что при использовании 4GL можно действительно быстро соорудить работающий прототип будущей системы, обеспечивающий требуемый интерфейс с конечным пользователем и взаимодействующий с макетом базы данных (а возможно, и с реальной базой данных, если она к этому времени подготовлена). Приходится говорить про "прототип", поскольку большинство современных систем 4GL не обеспечивают той эффективности прикладных систем, какую дают обычные языки программирования (как теперь принято выражаться, 2GL или 3GL). Вместе с тем, стоит заметить, что уже существует масса реально используемых информационных систем, разработанных исключительно на том или ином 4GL. Кто знает, что будет завтра, но тенденция к увеличению использования 4GL очевидна.
Наконец, некоторое количество замечаний по поводу методологии проектирования и разработки информационных систем. Для профессиональных программистов постоянной проблемой являлся разрыв между данными и программой. При наличии сложно структурированной информации проектирование схемы базы данных является не менее сложной задачей, чем написание собственно прикладной системы. Очевидно, что всегда хуже иметь две сложные задачи, чем одна, даже если в совокупности ее сложность превосходит сложность каждой их первых задач в отдельности. Решение этой проблемы предлагает объектно-ориентированный подход. Если говорить совсем коротко, суть этого подхода состоит в том, что проектируются не данные и программы в отдельности, а объекты, сочетающие в себе и данные, и программы, информационно и функционально характеризующие соответствующие сущности предметной области. Подход полезен как с методологической точки зрения (исчезают две разнородные характеристики предметной области - данные и программы объединяются в объекты), так и с точки зрения техники проектирования и разработки программных систем (вместо двух технически не связанных, но логически переплетенных веток образуется один надежный ствол).
Следует заметить, что в последнее время, подавляющее большинство CASE-систем и 4GL если не ориентируется, то обращает внимание на объектно-ориентированный подход. Более того, стали появляться методики по объектно-ориентированному использованию средств автоматизированного проектирования и разработки информационных систем, которые (средства) исходно для этого не предназначались. Таким образом, сегодня создателю информационной системы, как минимум, нужно иметь базовые знания о современных СУБД, ориентироваться в мире инструментальных средств разработки программных систем и иметь представления об объектноориентированном подходе к проектированию и разработке программ. Конечно, при этом требуется умение программировать.