Классификация и основные этапы развития информационных систем. Охарактеризуйте этапы развития информационных систем. Недостатки ИС - информационных систем - этого поколения

Классификация ИС.

ИС управления (ИСУ)

Типы информационных автоматизированных систем управления (ИАСУ)

Диалоговая система обработки запросов

(Transaction Processing System) - для реализации текущих, краткосрочных, тактического характера, часто рутинных и жестко структурируемых и формализуемых процедур, например, обработка накладных, ведомостей, бухгалтерских счетов, складских документов и т.д.

Система информационного обеспечения

(Information Provision System) - для подготовки информационных сообщений краткосрочного (обычно) использования тактического или стратегического характера, например, с использованием данных из базы данных и структурированных, формализованных процедур.

Экспертные системы

(Expert System) - информационные консультирующие и\или принимающие решения системы, основанные на структурированных, часто плохо формализуемых процедурах, использующих опыт, интуицию т.е. поддерживающие или моделирующие работу экспертов, интеллектуальные особенности; системы используются как в долгосрочном, так и в краткосрочном оперативном прогнозировании, управлении;

Структура ИС.

Структуру ИС составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.

Любая система включает в себя следующие компоненты:

· функциональные компоненты;

· компоненты системы обработки даных;

· организационные компоненты

Базы данных и СУБД.

Системы управления базами данных (СУБД) - это программные средства, пред­назначенные для создания, наполнения, обновления и удаления баз данных. Раз­личают три основных вида СУБД: промышленные универсального назначения , промышленные специального назначения и разрабатываемые для конкретного заказчика . Специализированные СУБД создаются для управления базами данных конкретного назначения - бухгалтерские, складские, банковские и т. д. Универ­сальные СУБД не имеют четко очерченных рамок применения, они рассчитаны «на все случаи жизни» и, как следствие, достаточно сложны и требуют от пользо­вателя специальных знаний. Как специализированные, так и универсальные про­мышленные СУБД относительно дешевы, достаточно надежны (отлажены) и го­товы к немедленной работе, в то время как заказные СУБД требуют существенных затрат, а их подготовка к работе и отладка занимают значительный период (от нескольких месяцев до нескольких лет). Однако в отличие от промышленных за­казные СУБД в максимальной степени учитывают специфику работы заказчика (того или иного предприятия), их интерфейс обычно интуитивно понятен пользо­вателям и не требует от них специальных знаний.

По своей архитектуре СУБД делятся на одно-, двух- и трехзвенные (рис.2).

В однозвенной архитектуре используется единственное звено (клиент), обеспечи­вающее необходимую логику управления данными и их визуализацию. В двухзвенной архитектуре значительную часть логики управления данными берет на себя сервер БД, в то время как клиент в основном занят отображением данных в удоб­ном для пользователя виде. В трехзвенных СУБД используется промежуточное звено - сервер приложений, являющееся посредником между клиентом и серве­ром БД. Сервер приложений призван полностью избавить клиента от каких бы то ни было забот по управлению данными и обеспечению связи с сервером БД.

В зависимости от расположения отдельных частей СУБД различают локальные и сетевые СУБД.

Все части локальной СУБД размещаются на компьютере пользователя базы дан­ных. Чтобы с одной и той же БД одновременно могло работать несколько пользо­вателей, каждый пользовательский компьютер должен иметь свою копию локаль­ной БД. Существенной проблемой СУБД такого типа является синхронизация копий данных, именно поэтому для решения задач, требующих совместной рабо­ты нескольких пользователей, локальные СУБД фактически не используются.

К сетевым относятся файл-серверные, клиент-серверные и распределенные СУБД. Непременным атрибутом этих систем является сеть, обеспечивающая аппаратную связь компьютеров и делающая возможной корпоративную работу множества пользователей с одними и теми же данными.

В файл-серверных СУБД все данные обычно размещаются в одном или нескольких каталогах достаточно мощной машины, специально выделенной для этих целей и постоянно подключенной к сети. Такой компьютер называется файл-сервером - отсюда название СУБД. Безусловным достоинством СУБД этого типа является относительная простота ее создания и обслуживания - фактически все сводится лишь к развертыванию локальной сети и установке на подключенных к ней ком­пьютерах сетевых операционных систем. По счастью, Delphi «умеет» использо­вать сетевые средства самой популярной в мире ОС - Windows - для создания соответствующих клиентских мест, то есть специального программного обеспе­чения компьютеров пользователей. Нетрудно заметить, что между локальными и файл-серверными вариантами СУБД нет особых различий, так как в них все части собственно СУБД (кроме данных) находятся на компьютере клиента. По ар­хитектуре они обычно являются однозвенными, но в некоторых случаях могут использовать сервер приложений. Недостатком файл-серверных систем является значительная нагрузка на сеть. Если, например, клиенту нужно отыскать сведения об одной из фирм-партнеров, по сети вначале передается весь файл, содержащий сведения о многих сотнях партнеров, и лишь затем в созданной таким образом локальной копии данных отыскивается нужная запись. Ясно, что при интенсив­ной работе с данными уже нескольких десятков клиентов пропускная способность сети может оказаться недостаточной, и пользователя будут раздражать значитель­ные задержки в реакции СУБД на его требования. Файл-серверные СУБД могут успешно использоваться в относительно небольших фирмах с количеством кли­ентских мест до нескольких десятков.

Клиент-серверные (двухзвенные) системы значительно снижают нагрузку на сеть, так как клиент общается с данными через специализированного посредника - сервер базы данных, который размещается на машине с данными. Сервер БД при­нимает запрос от клиента, отыскивает в данных нужную запись и передает ее кли­енту. Таким образом, по сети передается относительно короткий запрос и един­ственная нужная запись, даже если соответствующий файл с данными содержит сотни тысяч записей. Запрос к серверу формируется на специальном языке струк­турированных запросов (Structured Query Language, SQL), поэтому часто серве­ры БД называются SQL-серверами. Серверы БД представляют собой относительно сложные программы, изготавливаемые различными фирмами. К ним относят­ся, например, Microsoft SQL Server производства корпорации Microsoft, Sybase SQL Server корпорации Sybase, Oracle производства одноименной корпорации 1 , DB2 корпорации IBM in. д. SQL-сервером является также и сервер InterBase кор­порации Inprise, который поставляется вместе с Delphi в комплектации Enterprise. Клиент-серверные СУБД масштабируются до сотен и тысяч клиентских мест.

Распределенные СУБД могут содержать несколько десятков и сотен серверов БД. Количество клиентских мест в них может достигать десятков и сотен тысяч. Обыч­но такие СУБД работают на предприятиях государственного масштаба, отдельные подразделения которых разнесены на значительной территории. К таковым, на­пример, относятся подразделения Министерства обороны и Министерства внут­ренних дел. В распределенных СУБД некоторые серверы могут дублировать друг друга с целью достижения предельно малой вероятности отказов и сбоев, которые могут исказить жизненно важную информацию. Они используют собственные региональные средства связи. Интерес к распределенным СУБД возрос в связи со стремительным развитием Интернета. Опираясь на возможности Интернета, распределенные системы строят не только предприятия государственного масш­таба, но и относительно небольшие коммерческие предприятия, обеспечивая сво­им сотрудникам работу с корпоративными данными на дому и в командировках.

CASE-технологии. CASE-технологии применяются при создании сложных информационных систем, обычно требующих коллективной реализации проекта, в котором участвуют различные специалисты: системные аналитики, проектировщики и программисты.

Система баз знаний - система, дающая возможность использовать подходящим образом представленные знания с помощью вычислительной машины.

Компоненты Системы баз знаний (СБЗ):

· база знаний

· механизм получения решений

· интерфейс

Механизмом получения решений (inference engine - машина вывода) – это прямое использование знаний из базы знаний для решения задач – т.е. процедура поиска, планирования и решения. Механизм решения дает возможность извлекать из базы знаний ответы на вопросы, получать решения, формулируемые в терминах понятий, хранящихся в базе.

Примеры запросов:

· найти объект, удовлетворяющий заданному условию;

· какие действия нужно выполнить в такой ситуации и т.д.

Интерфейс - обеспечивает работу с базой знаний и механизмом получения решений на языке высокого уровня, приближенном к профессиональному языку специалистов в той прикладной области, к которой относится СБЗ.

Этапы развития информационных систем

История развития информационных систем и цели их использования на разных периодах представлены в табл. 1.

Таблица 1. Изменение подхода к использованию информационных систем

Классификация ИС.

Перед классификацией систем дадим некоторые определения.

ИС управления (ИСУ) – это особый класс аналитических систем, представляющих собой конечные решения для управленцев и аналитиков. Исторически сложилось так, что технологическая основа реализации таких систем существенно различается. Одни из них построены на современных аналитических инструментах, другие - с применением базовых информационных технологий. ИСУ подходят для удовлетворения сходных информационных потребностей работников различных функциональных подразделений или уровней управления предприятием. Поставляемая ими информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном: будущем. Эта информация имеет вид регулярных или специальных управленческих отчетов.

Понятие информационной системы

Понятие "информационная технология" тесно связано с понятием "информационная система".

Существует множество определений понятия "система". Например, система рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (объектов), объединённых для реализации общей цели, обособленная от окружающей среды, взаимодействующая с ней как целое и проявляющая при этом системные свойства. В более широком смысле толкование системы даёт терминологический словарь по автоматике, информатике и вычислительной технике: система – это совокупность взаимосвязанных объектов, подчинённых определённой единой цели с учётом условий окружающей среды.

Упорядоченная совокупность элементов системы и их связей между собой представляет структуру системы .

Проанализировав понятие структуры и существующие определения системы , можно выделить следующие её основные составляющие :

1) система - это упорядоченная совокупность элементов;

2) элементы системы взаимосвязаны и взаимодействуют в рамках данной системы, являясь её подсистемами;

3) система как целое выполняет установленную ей функцию, которая не может быть сведена к функции отдельного элемента;

4) элементы системы могут взаимодействовать друг с другом в рамках системы, а также самостоятельно с внешней средой и изменять при этом своё содержание или внутреннее строение.

Информационная система (ИС) - это среда, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди и т.д.

Основная цель информационной системы – организация хранения, обработки и передачи итоговой информации, необходимой для принятия решения. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Вспомним: Информационная технология – это процесс работы с информацией, состоящий из чётко регламентированных правил выполнения операций.

Основная цель информационной технологии – производство необходимой пользователю информации.

Исполнение функций информационной системы невозможно без знания ориентированной на неё информационной технологии.

Современная информационная система – это набор информационных технологий, направленных на поддержку жизненного цикла информации и включающих три основные составляющие процесса: обработку данных, управление, управление информацией и управление знаниями.

Понятие информационных систем на протяжении своего существования претерпело значительные изменения. Ниже представлена история развития ИС и цели их использования на разных периодах существования.

В 1950-е гг. была осознана роль информации как важнейшего ресурса предприятия, организации, региона, общества в целом; начали разрабатывать автоматизированные ИС разного рода. Первые ИС были предназначены исключительно для обработки счетов и расчёта зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счётных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Вначале, когда появилась возможность обработки информации с помощью вычислительной техники, был распространён термин "системы обработки данных" (СОД), этот термин широко использовался при разработке систем радиоуправления ракетами и другими космическими объектами, при создании систем сбора и обработки статистической информации о состоянии атмосферы, учётно-отчётной информации предприятий и т.п. По мере увеличения памяти ЭВМ основное внимание стали уделять проблемам организации баз данных (БД). Это направление сохраняет определённую самостоятельность и в настоящее время и занимается в основном разработкой и освоением средств технической и программной реализации обработки данных с помощью вычислительных машин разного рода. Для сохранения этого направления по мере его развития появились термины "базы знаний", "базы целей", позволяющие расширить толкование проблемы собственно создания и обработки БД до задач, которые ставятся в дальнейшем при разработке ИС.

1960-е гг. знаменуются изменением отношения к ИС. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчётности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату на предприятии, как было ранее.

:

Техническое обеспечение систем составляли маломощные ЭВМ 2–3 поколения;

Информационное обеспечение (ИО) представляло собой массивы (файлы) данных, структура которых определялась той программой, в которой они использовались;

Программное обеспечение – специализированные прикладные программы, например, программа начисления заработной платы;

Архитектура ИС – централизованная. Как правило, применялась пакетная обработка задач. Конечный пользователь не имел непосредственного контакта с ИС, вся предварительная обработка информации и ввод производились персоналом ИС.

:

Прямая взаимосвязь между программами и данными, т.е. изменения в предметной области приводили к изменению структуры данных, а это заставляло переделывать программы;

Трудоемкость разработки и модификации систем;

Сложность согласования частей системы, разработанных разными людьми в разное время.

В 1970-х – начале 1980-х гг. ИС предприятий начинают использоваться в качестве средства управления производством, поддерживающего и ускоряющего процесс подготовки и принятия решений. В своём большинстве ИС этого периода предназначались для решения установившихся задач, которые чётко определялись на этапе создания системы и затем практически не изменялись. Появление персональных ЭВМ приводит к появлению распределённых вычислительных ресурсов и децентрализации системы управления. Такой подход нашёл своё применение в системах поддержки принятия решений (СППР), которые характеризуют новый этап компьютерной ИТ организационного управления. При этом уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные ресурсы и верхние уровни управления, что позволяет сосредоточить в них решение крупных долгосрочных стратегических задач. Жизнеспособность любой ИТ в немалой степени зависит от оперативного доступа пользователей к централизованным ресурсам и уровня информационных связей как по "горизонтали", так и по "вертикали" в пределах организационной структуры. В то же время для обеспечения эффективного управления крупными предприятиями была развита и остаётся актуальной идея создания интегрированных автоматизированных систем управления (АСУ).

К концу 1980-х гг. – началу 1990 гг. концепция использования ИС вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях предприятия любого профиля. ИТ 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 партнёров, организовывать выпуск продукции высокого качества и по низкой цене и др. Стремление преодолеть недостатки предыдущего поколения ИС породило технологию создания баз данных и управления ими. База данных создаётся для группы взаимосвязанных задач, для многих пользователей, и это позволяет частично решить проблемы ранее созданных ИС. Вначале СУБД разрабатывались для больших ЭВМ и их количество не превышало десятка. Благодаря появлению ПЭВМ технология БД стала массовой, создано большое количество инструментальных средств и СУБД для разработки ИС, что в свою очередь вызвало появление большого количества прикладных ИС в прикладных областях.

Основные черты ИС этого поколения :

Основу ИО составляет база данных;

Программное обеспечение состоит из прикладных программ и СУБД;

Технические средства: ЭВМ 3–4 поколения и ПЭВМ;

Средства разработки ИС: процедурные языки программирования 3–4 поколения, расширенные языком работы с БД (SQL, QBE);

Архитектура ИС: наиболее популярны две разновидности: персональная локальная ИС, централизованная БД с сетевым доступом.

Большим шагом вперёд явилось развитие принципа "дружественного интерфейса" по отношению к пользователю (как к конечному, так и к разработчику ИС). Например, повсеместно применяется графический интерфейс, развитые системы помощи и подсказки пользователю, разнообразные инструменты для упрощения разработки ИС: системы быстрой разработки приложений (RAD-системы), средства автоматизированного проектирования ИС (CASE-средства).

Недостатки ИС этого поколения :

Большие капиталовложения в компьютеризацию предприятий не дали ожидаемого эффекта, соответствующего затратам (увеличились накладные расходы, но не произошло резкого повышения производительности);

Внедрение ИС столкнулось с инертностью людей, нежеланием конечных пользователей менять привычный стиль работы, осваивать новые технологии;

К квалификации пользователей стали предъявляться более высокие требования (знание ПК, конкретных прикладных программ и СУБД, способность постоянно повышать свою квалификацию).

С конца 1990 гг. в связи с указанными выше недостатками постепенно стало формироваться современное поколение ИС.

Основные черты этого поколения ИС :

Техническая платформа состоит из мощных ЭВМ 5-го поколения, используются разные платформы в одной ИС (большие ЭВМ, мощные стационарные ПК, мобильные ПК). Наиболее характерно широкое применение вычислительных сетей – от локальных до глобальных;

Информационное обеспечение направлено на повышение интеллектуальности банков данных в следующих направлениях:

· новые модели знаний, учитывающие не только структуру информации, но и активный характер знаний;

· средства оперативного анализа информации (OLAP) и средства поддержки принятия решений (DSS);

· новые формы представления информации, более естественные для человека (мультимедиа, полнодокументальные БД, гипердокументальные БД, средства восприятия и синтеза речи).

3.3. Информационные системы: задачи, свойства, процессы, пользователи

Современные информационные системы решают следующие основные задачи :

1. Осуществление поиска, обработки и хранения информации, которая накапливается в течение большого периода времени, имеет большую ценность. ИС предназначены для более быстрой и надёжной обработки информации, чтобы люди не тратили время, чтобы избежать свойственных человеку случайных ошибок, чтобы сэкономить расходы, чтобы сделать жизнь людей более комфортной.

2. Хранение данных разной структуры. Не существует развитой ИС, работающей с одним однородным файлом данных. Более того, разумным требованием к информационной системе является то, чтобы она могла развиваться. Могут появиться новые функции, для выполнения которых требуются дополнительные данные с новой структурой. При этом вся накопленная ранее информация должна остаться сохранной. Теоретически можно решить эту задачу путём использования нескольких файлов внешней памяти, каждый из которых хранит данные с фиксированной структурой. В зависимости от способа организации используемой системы управления файлами эта структура может быть структурой записи файла или поддерживаться отдельной библиотечной функцией, написанной специально для данной ИС. Известны примеры реально функционирующих ИС, в которых хранилище данных планировалось основывать на файлах. В результате развития большинства таких систем в них выделился отдельный компонент, который представляет собой разновидность системы управления базами данных (СУБД).

3. Анализ и прогнозирование потоков информации различных видов и типов, перемещающихся в обществе. Изучаются потоки с целью их минимизации, стандартизации и приспособления для эффективной обработки на вычислительных машинах, а также особенности потоков информации, протекающей через различные каналы распространения информации.

4. Исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приёмов сжатия и кодирования информации, аннотирования объёмных документов и реферирования их. В рамках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объёма, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин.

5. Построение процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком.

6. Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.

7. Создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.

Конкретные задачи, которые должны решаться информационной системой, зависят от той прикладной области, для которой предназначена система. Области применения информационных приложений разнообразны: банковское дело, управление производством, медицина, транспорт, образование, юриспруденция и т.д.

Информационная система определяется следующими свойствами :

1. Структура ИС, её функциональное назначение должны соответствовать поставленным целям.

2. ИС предназначена для производства достоверной, надёжной, своевременной и систематизированной информации, основанной на использовании БД, экспертных систем и баз знаний. Так как любая ИС предназначена для сбора, хранения и обработки информации, то в основе любой ИС лежит среда хранения и доступа к данным. Среда должна обеспечивать уровень надёжности хранения и эффективность доступа, которые соответствуют области применения ИС.

3. ИС должна контролироваться людьми, ими пониматься и использоваться в соответствии с основными принципами, реализованными в виде стандарта организации на ИС. Интерфейс пользователя ИС должен быть легко понимаем на интуитивном уровне.

4. Любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем.

5. Любая ИС является динамичной и развивающейся.

6. При построении ИС используются сети передачи данных.

Процессы , обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде блоков:

- ввод информации из внешних или внутренних источников;

- обработка входной информации и представление её в удобном виде;

- вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;

- обратная связь – это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

Пользователей ИС можно разделить на несколько групп:

Случайный пользователь, взаимодействие которого с ИС не обусловлено служебными обязанностями;

Конечный пользователь (потребитель информации) – лицо или коллектив, в интересах которого работает ИС. Он работает с ИС повседневно, связан с жёстко ограниченной областью деятельности и, как правило, не является программистом, например, это может быть бухгалтер, экономист, руководитель подразделения;

Коллектив специалистов (персонал ИС), включающий администратора банка данных, системного аналитика, системных и прикладных программистов.

Состав и функции персонала ИС:

Администратор – это специалист (или группа специалистов), который понимает потребности конечных пользователей, работает с ними в тесном контакте и отвечает за определение, загрузку, защиту и эффективность работы банка данных. Он должен координировать процесс сбора информации, проектирования и эксплуатации БД, учитывать текущие и перспективные потребности пользователей.

Системные программисты – это специалисты, которые занимаются разработкой и сопровождением базового математического обеспечения ЭВМ (ОС, СУБД, трансляторов, сервисных программ общего назначения).

Прикладные программисты – это специалисты, которые разрабатывают программы для реализации запросов к БД.

Аналитики – это специалисты, которые строят математическую модель предметной области исходя из информационных потребностей конечных пользователей; ставят задачи для прикладных программистов.

На практике персонал небольших ИС часто состоит из одного–двух специалистов, которые выполняют все перечисленные функции.

Для разных классов пользователей можно выделить несколько уровней представлений об информации в ИС, которые обусловлены потребностями различных групп пользователей и уровнем развития инструментальных средств создания ИС.

Уровни представления информации в информационных системах:

Внешнее представление данных – это описание информационных потребностей конечного пользователя и прикладного программиста. Связь между этими двумя видами внешнего представления осуществляет аналитик.

Концептуальное представление данных – отображение знаний обо всей предметной области ИС. Это наиболее полное представление, отражающее смысл информации, оно может быть только одно и не должно содержать противоречий и двусмысленностей. Концептуальное представление – это сумма всех внешних представлений, с учётом перспектив развития ИС, знаний о методах обработки информации, знаний о структуре самой ИС и др.

Внутреннее (физическое) представление – это организация данных на физическом носителе информации. Этот уровень характеризует представления системных программистов и практически используется только тогда, когда СУБД не обеспечивает требуемого быстродействия или специфического режима обработки данных.

Wikispaces was founded in 2005 and has since been used by educators, companies and individuals across the globe.

Unfortunately, the time has come where we have had to make the difficult business decision to end the Wikispaces service.

We first announced the site closure in January 2018, through a site-wide banner that appeared to all logged-in users and needed to be clicked on to dismiss

During the closure period a range of banners were shown to users, including a countdown banner in the final month. Additionally, the home page of Wikispaces.com became a blog, detailing the reasons for the closure. Private Label Site Administrators were contacted separately regarding the closure

Why has Wikispaces closed?

Approximately 18 months ago, we completed a technical review of the infrastructure and software we used to serve Wikispaces users. As part of the review, it became apparent that the required investment to bring the infrastructure and code in line with modern standards was very substantial. We explored all possible options for keeping Wikispaces running but had to conclude that it was no longer viable to continue to run the service in the long term. So, sadly, we had to close the site - but we have been touched by the messages from users all over the world who began creating wikis with it and now running them on new platforms.

We would like to take this opportunity to thank you for your support over the years.

Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

Развитие информационных систем можно рассматривать:

1. С позиций развития самой техники, появления новой технической базы, порождающей новые информационные потребности.

2. С точки зрения совершенствования самих автоматизированных информационных систем (АИС).

Первый аспект предполагает два этапа: один - до появления ЭВМ, связанный с именами изобретателей первых вычислительных устройств, таких как Б. Паскаль, П.Л. Чебышев, Ч. Беббидж и др.; второй - с развитием ЭВМ.

Первое поколение ЭВМ (1950-е гг.) было построено на базе электронных ламп и представлено моделями: ЭНИАК, «МЭСМ», «БЭСМ-1», «М-20», «Урал-1», «Минск-1». Все эти машины имели большие размеры, потребляли большое количество электроэнергии, имели малое быстродействие, малый объем памяти и невысокую надежность. В экономических расчетах они не использовались.

Второе поколение ЭВМ (1960-е гг.) было на основе полупроводников и транзисторов: «БЭСМ-6», «Урал-14», «Минск-32». Использование транзисторных элементов в качестве элементной базы позволило сократить потребление электроэнергии, уменьшить размеры отдельных элементов ЭВМ и всей машины, вырос объем памяти, появились первые дисплеи и др. Эти ЭВМ уже использовались для решения экономических задач.

Третье поколение ЭВМ (1970-е гг.) было на малых интегральных схемах. Его представители - IBM 360 (США), ряд ЭВМ единой системы (ЕС ЭВМ), машины семейства малых с СМ I по СМ IV. С помощью интегральных схем удалось уменьшить размеры ЭВМ, повысить их надежность и быстродействие.
Четвертое поколение ЭВМ (1980-е гг.) было на больших интегральных схемах (БИС) и было представлено IBM 370 (США), ЕС-1045, ЕС-1065 и пр. Они представляли собой ряд программно-совместимых машин на единой элементной базе, единой конструкторско-технической основе, с единой структурой, единой системой программного обеспечения, единым унифицированным набором универсальных устройств. Широкое распространение получили персональные (ПЭВМ), которые начали появляться с 1976 г. в США (An Apple). Они не требовали специальных помещений, установки систем программирования, использовали языки высокого уровня и общались с пользователем в диалоговом режиме.

В настоящее время, в период информатизации, строятся ЭВМ на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС). Они обладают огромными вычислительными мощностями и имеют относительно низкую стоимость. Их можно представить не как одну машину, а как вычислительную систему, связывающую ядро системы, которое представлено в виде супер-ЭВМ, и ПЭВМ на периферии.

Это позволяет существенно сократить затраты человеческого труда и эффективно использовать труд машины. Главной тенденцией развития АИС является постоянное стремление к улучшению. Оно достигается благодаря совершенствованию технических и программных средств, что порождает новые информационные потребности и ведет к совершенствованию информационных систем.

Охарактеризуем поколения информационных систем.

Первое поколение АИС (1960-1970 гг.) строилось на базе вычислительных центров по принципу «одно предприятие - один центр обработки».


Второе поколение АИС (1970-1980 гг.) характеризуется переходом к децентрализации ИС. Информационные технологии проникают в отделы, службы предприятия. Появились пакеты и децентрализованные базы данных, стали внедряться двух, трехуровневые модели организации систем обработки данных.


Третье поколение АИС (1980-нач.1990 гг.): характерен массовый переход к распределенной сетевой обработке на базе персональных компьютеров с объединением разрозненных рабочих мест в единую ИС.


Четвертое поколение АИС характеризуется сочетанием централизованной обработки на верхнем уровне с распределенной обработкой на нижнем. Наблюдается тенденция к возврату на крупных и средних предприятиях к использованию в ИС мощных ЭВМ в качестве центрального узла системы и дешевых сетевых терминалов (рабочих станций).


Современные информационные системы на предприятиях создаются на основе локальных и распределенных сетей ЭВМ, новых технологий принятия управленческих решений, новых методов решения профессиональных задач конечных пользователей и т.д.


История развития информационных систем и цели их использования на разных периодах следующая (таблица 1).


Таблица 1 – История развития информационных систем и цели их использования на разных периодах


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. Дня 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.


Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде схемы, состоящей из блоков:


– ввод информации из внешних или внутренних источников;


– обработка входной информации и представление ее в удобном виде;


– вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;


– обратная связь — это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.


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 основе которой принимаются решения;


– информационную систему следует воспринимать как человеко-компьютерную систему обработки информации.


В настоящее время сложилось мнение об информационной системе как о системе, реализованной с помощью компьютерной техники. Хотя в общем случае информационную систему можно понимать и в некомпьютерном варианте.


Чтобы разобраться в работе 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.





Рисунок 1 – Структура информационной системы


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.


Внедрение информационных систем 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.


Роль структуры управления в информационной системе


Общие положения


Создание и использование информационной системы для любой организации нацелены на решение следующих задач.


1. Структура информационной системы, ее функциональное назначение должны соответствовать целям, стоящим перед организацией. Например, в коммерческой фирме — эффективный бизнес; в государственном предприятии — решение социальных и экономических задач.


2. Информационная система должна контролироваться людьми, ими пониматься и использоваться в соответствии с основными социальными и этическими принципами.


3. Производство достоверной, надежной, своевременной и систематизированной информации.


Построение информационной системы можно сравнить с постройкой дома. Кирпичи, гвозди, цемент и прочие материалы, сложенные вместе, не дают 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.


2 Технология создания экспертных систем. Идентификация проблемной области


При разработке экспертных систем часто используется концепция быстрого прототипа. Суть её в следующем: поначалу создается не экспертная система, а её прототип, который обязан решать узкий круг задач и требовать на свою разработку незначительное время. Прототип должен продемонстрировать пригодность будущей экспертной системы для данной предметной области, проверить правильность кодировки фактов, связей и стратегий рассуждения эксперта. Он также дает возможность инженеру по знаниям привлечь эксперта к активной роли в разработке экспертной системы. Размер прототипа – несколько десятков правил.


На сегодняшний день сложилась определенная технология разработки экспертных систем, включающая 6 этапов.


Этап 1. Идентификация. Определяются задачи, которые подлежат решению. Планируется ход разработки прототипа экспертной системы, определяются: нужные ресурсы (время, люди, ЭВМ и т.д.), источники знаний (книги, дополнительные специалисты, методики), имеющиеся аналогичные экспертные системы, цели (распространение опыта, автоматизация рутинных действий и др.), классы решаемых задач и т.д. Этап идентификации – это знакомство и обучение коллектива разработчиков. Средняя длительность 1-2 недели.


На этом же этапе разработки экспертных систем проходит извлечение знаний. Инженер по знаниям помогает эксперту выявить и структурировать знания, необходимые для работы экспертной системы, с использованием различных способов: анализ текстов, диалоги, экспертные игры, лекции, дискуссии, интервью, наблюдение и другие. Извлечение знаний – это получение инженером по знаниям более полного представления о предметной области и методах принятия решения в ней. Средняя длительность 1-3 месяца.


Этап 2. Концептуализация. Выявляется структура полученных знаний о предметной области. Определяются: терминология, перечень главных понятий и их атрибутов, структура входной и выходной информации, стратегия принятия решений и т.д. Концептуализация – это разработка неформального описания знаний о предметной области в виде графа, таблицы, диаграммы либо текста, которое отражает главные концепции и взаимосвязи между понятиями предметной области. Средняя длительность этапа 2-4 недели.


Этап 3. Формализация. На этапе формализации все ключевые понятия и отношения, выявленные на этапе концептуализации, выражаются на некотором формальном языке, предложенном (выбранном) инженером по знаниям. Здесь он определяет, подходят ли имеющиеся инструментальные средства для решения рассматриваемой проблемы или необходим выбор другого инструментария, или требуются оригинальные разработки. Средняя длительность 1-2 месяца.


Этап 4. Реализация. Создается прототип экспертной системы, включающий базу знаний и другие подсистемы. На данном этапе применяются следующие инструментальные средства: программирование на обычных языках (Паскаль, Си и др.), программирование на специализированных языках, применяемых в задачах искусственного интеллекта (LISP, FRL, SmallTalk и др.) и др. Четвертый этап разработки экспертных систем в какой-то степени является ключевым, так как здесь происходит создание программного комплекса, демонстрирующего жизнеспособность подхода в целом. Средняя длительность 1-2 месяца.


Этап 5. Тестирование. Прототип проверяется на удобство и адекватность интерфейсов ввода-вывода, эффективность стратегии управления, качество проверочных примеров, корректность базы знаний. Тестирование – это выявление ошибок в выбранном подходе, выявление ошибок в реализации прототипа, а также выработка рекомендаций по доводке системы до промышленного варианта.


Этап 6. Опытная эксплуатация. Проверяется пригодность экспертной системы для конечных пользователей. По результатам этого этапа может потребоваться существенная модификация экспертной системы.


Процесс разработки экспертной системы не сводится к строгой последовательности перечисленных выше этапов. В ходе работ приходится неоднократно возвращаться на более ранние этапы и пересматривать принятые там решения.


Этап идентификации проблемной области — определение требований к разрабатываемой ЭС, контуров рассматриваемой проблемной области (объектов, целей, подцелей, факторов), выделение ресурсов на разработку ЭС.


Этап идентификации проблемной области включает определение назначения и сферы применения экспертной системы, подбор экспертов и группы инженеров по знаниям, выделение ресурсов, постановку и параметризацию решаемых задач.


Начало работ по созданию экспертной системы инициируют руководители компаний. Обычно необходимость разработки экспертной системы связана с затруднениями лиц, принимающих решение, что сказывается на эффективности функционирования проблемной области. Как правило, назначение экспертной системы связано с одной из следующих областей:


— обучение и консультация неопытных пользователей;


— распространение и использование уникального опыта экспертов;


— автоматизация работы экспертов по принятию решений;


— оптимизация решения проблем, выдвижение и проверка гипотез.


После предварительного определения контуров разрабатываемой экспертной системы инженеры по знаниям совместно с экспертами осуществляют более детальную постановку проблем и параметризацию системы. К основным параметрам проблемной области относятся следующие:


— класс решаемых задач (интерпретация, диагностика, коррекция, прогнозирование, планирование, проектирование, мониторинг, управление);


— критерии эффективности результатов решения задач (минимизация использования ресурсов, повышение качества продукции и обслуживания, ускорение оборачиваемости капитала и т.д.);


— критерии эффективности процесса решения задач (повышение точности принимаемых решений, учет большего числа факторов, просчет большего числа альтернативных вариантов, адаптивность к изменениям проблемной области и информационных потребностей пользователей, сокращение сроков принятия решений);


— цели решаемых задач (выбор из альтернатив, например, выбор поставщика или синтез значения, например, распределение бюджета по статьям);

История развития ИС разбивается на этапы (таблица 2), соответствующие примерно принятой нумерации целей – изменяется подход к использованию ИС.

Таблица 2. Этапы развития ИС.

Первые информационные системы появились в середине прошлого века. В 50–е 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. Дня 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.

Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.