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 распределенные банки данных и ИВС разделяются на:  глобальные охватывающие территорию страны или нескольких стран, региональные, охватывающие определенные территориальные регионы  область и т.п.;  локальные, 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

Период времени	Концепция использования информации	Вид информационных систем	Цель использования
1950 - 1960 гг.	Бумажный поток расчетных документов	Информационные системы обработки расчетных документов на электромеханических  бухгалтерских машинах	Повышение скорости обработки документов. Упрощение процедуры обработки счетов и расчета зарплаты
1960 - 1970 гг.	Основная помощь в подготовке отчетов	Управленческие информационные системы для производственной информации	Ускорение процесса подготовки отчетности
1970 - 1980 гг.	Управленческий контроль реализации (продаж)	Системы поддержки принятия решений. Системы для высшего звена управления	Выборка наиболее рационального решения
1980 - 2000 гг.	Информация - стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество	Стратегические информационные системы. Автоматизированные офисы	Выживание и процветание фирмы

 

Первые информационные системы появились в 50-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

60-е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

В 70-х - начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.