§1.1 Информационные системы и технологии. Их классификация в организационном управлении.
Информационные технологии управления : учеб. пособие для вузов / под ред. проф. Г.А. Титоренко. – М.: ЮНИТИ–ДАНА, 2002. – 280с.
Структура автоматизированной информационной системы (АИС)
Современный этап развития кибернетики характеризуется интенсивным расширением работ по создания информационных систем (ИС) для сбора, хранения, обработки и передачи больших массивов информации, необходимой для эффективного управления в промышленности, энергетике, на транспорте, при решении экономических задач, в банковско-финансовой сфере, и во многих других областях человеческой деятельности.
В настоящее время в нашей стране (а в других странах несколько ранее) разрабатываются и успешно применяются для решения многих задач автоматизированные информационные технологии и системы, основанные на вычислительных комплексах, которые и называются АИС. Они включают в себя территориально распределенные ЭВМ, источники и потребителей информации, объединенные каналами связи.
Основные принципы и функции АИС могут быть рассмотрены на примере общей структуры человеко-машинной системы (ЧМС) управления (см. Рис. 3).
о
т
человека – запрос на требуемую информацию;
от СОИ – результаты обработки информации,
необходимые для принятия решения – сведения;
к СОИ – информация, характеризующая состояние системы.
Рисунок 3
Вследствие высокой сложности управляемой системы, зачастую человек оказывается не способным воспринять и переработать всю исходную информацию, поступающую к нему. Задачей АИС является прием, обращение и преобразование информации с целью получения именно тех сведений, которые в данный момент требуются человеку для принятия решения.
АИС (АСОИ) называется системная организация технологического процесса выполнения информационных процедур с использованием технических и программно-математических средств для решения задач организационно-экономического (производственного, технологического и т. д.) управления.
В этом определении подчеркивается, что речь идет о технологии решения управленческих задач с применением средств автоматизации.
По структурному построению выделяются два основных типа АИС (см. Рис. 4).
К первому типу, получившему наибольшее распространение на промышленных предприятиях и системах регионального управления и планирования, относятся централизованные СОИ. Ко второму, как правило используемым в частных система, - децентрализованные системы из совокупности равноправных вычислительных машин.
Сбор информации, характеризующей систему управления, является одной из основных задач, возникающих в АИС. По характеру поступления информации источники информации подразделяются на внутренние и внешние.
Рисунок 4
Основной подход, который используется при рассмотрении основных требований к АИС состоит в том, что ожидаемый экономический эффект от применения системы должен превышать затраты, связанные с ее внедрением.
Функционирование АСОИ означает, эксплуатацию системы в некоторых условиях решения управленческих задач, поддержание ее в заданном состоянии, отвечающем техническим информационным и другим требованиям.
Функциональные элементы АИС
Функциональное построение АИС может рассматриваться с двух принципиальных позиций: во-первых, с позиции организации процесса обработки информации, т.е. какие данные, в каких объемах поступают в систему, по каким алгоритмам происходит обработка этих данных, как организовано хранение информации, ее защита и т.д.; во-вторых, с пространственно-топологических позиций, т.е. какие и где размещаются техническое средства АИС и по какой схеме осуществляется их соединение в систему. При этом решение круга задач, относящихся к организации процесса обработки данных, в большей степени соответствует инженерной составляющей АИС, в то время, как пространственно-топологические задачи характеризуют конкретные конструкторские решения.
С точки зрения организации процесса обработки информации составными элементами АИС являются:
функциональное обеспечение;
математическое обеспечение;
информационное обеспечение;
программное обеспечение;
организационное обеспечение;
техническое обеспечение.
Функциональное обеспечение представляет собой модели предметной области, отражающие процессы информационного обмена (взаимодействия) структурных элементов объекта управления. Формами представления функционального обеспечения АИС чаще всего являются имитационные модели. При этом основным требованием к имитационной модели является как можно более полное соответствие моделируемых процессов реальным процессам обмена информации. Моделями ФО являются вероятностные, графовые, алгебраические модели.
Функциональное обеспечение АИС тесно связано, а в некоторых случаях точно соответствует математическому обеспечению. В общем же случае математическое обеспечение представляет собой модели расчета каких-либо параметров или характеристик объекта управления. Как правило эти модели имеют законченный аналитический вид и позволяют получить точное значение требуемого параметра. Математическое обеспечение принимается в качестве функционального в тех случаях, когда удается с помощью аналитических форм описать алгоритмы информационного взаимодействия элементов АИС.
Информационное обеспечение представляет собой массивы данных чаще всего организованных в виде таблиц, т.е. базы данных. Модельное представление данных определяется возможностями конкретной СУБД. Основными моделями БД, поддерживаемыми современными СУБД являются:
иерархическая;
сетевая;
реляционная.
Помимо БД информационное обеспечение может быть представлено в виде отдельных файлов в ASCII-формате.
Программное обеспечение АИС является наиболее сложной составляющей как по решаемым задачам, так и по составу элементов. К основным элементам ПО относятся операционные системы, утилиты, СУБД, системы программирования, стандартные и специальные ППП. При этом перечисленные элементы ПО решают задачи автоматизации процесса функционирования объекта управления и поддержки принятия решений лицом, принимающим решения. Кроме того, глубина и качество проработки ПО в значительной мере определяют качество АИС. а правильность выбора таких составляющих, как ОС, утилиты, среда программирования определяют возможности системы по ее расширяемости и конкурентоспособности системы.
Организационное обеспечение АИС устанавливает требования к формам взаимодействия системы с окружающей средой, к интерфейсам с пользователями, к порядку использования информационных, программных и технических средств АИС, к защите информации в АИС, а также условия эксплуатации, необходимую квалификацию персонала и меры безопасности.
Техническое обеспечение определяет возможности АИС по взаимодействию с системами старшего звена (например, АСУ-П, АСУ-ТП), а также решает задачи ввода и вывода данных и передачи, обработки и хранения информации. Элементами ТО являются компьютеры (серверы, рабочие станции), печатающие устройства (принтеры, плоттеры), сканирующие устройства, сетевое и коммутационное оборудование. От выбора элементов ТО зависит живучесть АИС, т.е. как долго система будет соответствовать требованиям времени.
Процесс функционирования АИС исходя из рассмотренных позиций функционального построения, делится на внутренний, т.е. процесс обработки информации, поступающей в систему, и внешний, т.е. процесс взаимодействия технических средств АИС с техническими средствами систем старшего звена (АСУ-П, АСУ-ТП) и внешней средой. При этом элементы АИС обеспечивающие организацию обработки информации (внутренний процесс) объединяются в функциональную схему (см. Рис. 5).
Функционирование АИС в рамках представленной схемы осуществляется следующим образом.
Информация (исходные данные, необходимые для работы системы и запросы) поступают в систему через средства ввода данных. В зависимости от специфики использования АИС применяются стандартные устройства (клавиатура, сканер, сетевой адаптер, модем, цифровой видео или фотоаппарат) или специальные (датчики). Средства ввода данных осуществляют первичную обработку информации в соответствии с заложенными в них алгоритмами. Работой этих устройств, как правило, управляет операционная система, в рамках которой функционирует АИС, или в некоторых случаях специальное программное обеспечение.
Рисунок 5
Пройдя первичную обработку данные в формате ОС поступают в программную часть АИС для преобразования к формату системы и отображения с помощью программного пользовательского интерфейса из состава организационного обеспечения. Данная операция должна быть предусмотрена для контроля правильности вводимых данных, причем сама контроль может осуществляться как автоматически с помощью программных средств, так и пользователем.
В функциональной части АИС реализуются алгоритмы функционирования объекта управления, в соответствии с которыми осуществляется выбор моделей расчета параметров системы. При этом исходные данные для моделей расчета поступают из функциональной части и информационной подсистемы (базы данных).
В базе данных хранится информация нормативно-справочного характера, а также результаты расчетов. Форма хранения информации в БД определяется потребностями конкретной организации. Однако, исходные данные обычно хранятся в виде таблиц, а результаты вычислений оформляются в виде отчетов (средствами СУБД) или полнотекстовых документов. Физически Б размещается на устройстве хранения информации. Управления физическим размещением элементов данных обеспечивает СУБД. В связи с этим эффективность работы информационной подсистемы АИС в основном определяется возможностями СУБД по организации схемы адресации и доступа к записям.
Результаты расчетов, полученные в ходе реализации соответствующих математических моделей, в качестве параметра текущего состояния системы поступают в функциональную часть системы для отображения на устройствах вывода и перевода системы в следующее состояние и в базу данных для формирования отчетов и хранения
Результаты функционирования АИС отображаются на экране монитора или выводятся на печатающее устройства в соответствии с принципами, определенными в организационном обеспечении. На данном этапе происходит преобразование информации из формата АИС в формат операционной системы. Доставка результатов потребителям осуществляется устройствами вывода информации, в качестве которых выступают стандартные устройство вывода (мониторы, печатающие устройства, сетевые адаптеры, модемы) и специальные устройства (ЦАП, устройства управления, исполнительные механизмы).
Рассмотренный процесс функционирования АИС не зависит от ее пространственно-топологического размещения. В том случае, когда элементы системы находятся на различных технических средствах, процесс обработки информации рассматривается как распределенный.