1.4. Структура інформаційних систем

Комп’ютерні ІС належать до класу складних систем, які містять багато різноманітних елементів, що взаємодіють. Повної і загальноприйнятої класифікації елементів ІС досі не існує. Найчастіше у структурі ІС виокремлюють компоненти — елементи, які вважають неподільними. Компонент (підсистема) ІС — це частина ІС, виокремлена за зазначеною ознакою або сукупністю ознак, що розглядається як самостійне ціле. За своїм призначенням компоненти поділяються на забезпечувальні та функціональні.

Забезпечувальні компоненти — види забезпечення — ІС:

технічне — сукупність усіх технічних засобів, використовуваних під час функціонування системи;

програмне (ПЗ) — сукупність програм на носіях даних і програмних документів, що призначені для відлагодження, функ­ціонування та перевірки роботоздатності ІС;

математичне — сукупність математичних методів, моделей і алгоритмів розв’язування задач, які застосовуються в ІС. До цього виду забезпечення включають моделі та алгоритми, які стають надалі інструментом розробки програмних засобів (моделі системи управління та об’єкта автоматизації відносять до організаційного забезпечення);

організаційне — сукупність документів, що описують технологію функціонування ІС, методи, згідно з якими користувачі вибирають і застосовують технологічні прийоми для одержання конкретних результатів під час функціонування ІС;

інформаційне — інформаційні ресурси як предмет праці, методи і засоби ведення інформаційної бази. До інформаційного забезпечення належать форми документів, нормативна база й реалізовані рішення щодо обсягів, розміщення та форм існування інформації, яка використовується в ІС під час її функціонування;

лінгвістичне — сукупність засобів і правил формалізації природної мови, які під час функціонування ІС використовуються при спілкуванні користувачів та експлуатаційного персоналу ІС з комплексом технічних засобів;

правове — сукупність правових норм, які регламентують правові відносини під час функціонування ІС та юридичний статус результатів такого функціонування;

ергономічне — сукупність засобів і методів, які створюють найсприятливіші умови праці людини в ІС, умови для взаємодії людини та ЕОМ. Ергономічні вимоги визначаються властивостями людини та характеристиками середовища і встановлюються для підвищення ефективності, надійності та безпеки функціонування системи «людина — машина».

Функціональний підхід до структури ІС дає змогу виокремити її елементи за іншим принципом.

Функція ІС — це сукупність дій ІС, спрямована на досягнення зазначеної мети. Перелік функцій конкретної ІС залежить від сфери її діяльності, об’єкта управління, призначення і т. ін.

Складові ІС — ергономічне забезпечення

та інтерфейс користувача

Робота користувача з ІС має бути зручною і комфортною. На емоційний, фізичний і розумовий комфорт людини впливають соціальні фактори, фактори фізичної та психологічної ергономіки — психологічний клімат, конструктивні особливості обладнання, доступність і надійність системи, чутливість системи, якість розробки діалогу «користувач — система».

Інтерфейс користувача — це комплекс апаратних і програмних засобів, що забезпечує взаємодію користувача з комп’ютером. Це поняття включає три головні аспекти:

мову дій — що може робити користувач під час взаємодії з ІС;

мову відображення — що бачить (чує) користувач у результаті роботи системи;

базу знань — що необхідно знати користувачеві для роботи з ІС.

Близьким за змістом до терміна «функція ІС» є термін «задача оброблення даних» — функція або її частина, що являє собою формалізовану сукупність автоматичних дій, виконання яких приводить до результатів заданого виду.

Класифікація задач важлива для розуміння можливого призначення ІС і характеристик технології автоматизованого оброблення даних.

За сферою розв’язування задачі можна поділити на економічні, політичні, правові тощо. Основою розв’язування будь-якої правової задачі є те чи інше перетворення інформації. З огляду на це правову задачу (у широкому сенсі) можна визначити як ситуацію правового характеру, яка потребує виконання певного комплексу дій, що мають на меті знайти такі кількісні та якісні характеристики початкової інформації про об’єкт пізнання, які, у свою чергу, дали б змогу здобути нові знання про нього і використовувати їх для відшукання істини у виконуваному правовому дослідженні. Оскільки початкової інформації часто бракує для розв’язування задачі, то доводиться перетворювати й саму її постановку.

З погляду можливості автоматизованого розв’язування правові задачі, як і будь-які інші, можна поділити на кілька типів:

такі, що їх може розв’язати тільки людина;

такі, що людина може їх розв’язати, скориставшись технічними засобами для виконання тих чи інших операцій, що входять до задачі;

такі, що людина може їх розв’язати, утворивши з машиною діалогову людино-машинну систему;

такі, що машина може їх розв’язати без втручання людини.

Межа між названими типами задач розпливчаста, але спостерігається постійна тенденція до збільшення частки робіт, виконуваних автоматизовано або автоматично. Прикладом є поділ обов’язків між людиною та ЕОМ із судово-криміналістичної експертизи. На початку використання обчислювальної техніки судовий експерт працював з ЕОМ через посередника (оператора) — формував завдання та початкові дані, застосовував традиційні криміналістичні методи дослідження для контролю і поповнення машинних даних, зіставляв здобуті результати й формулював висновки. Згодом необхідність у посередникові відпала, а з повним

визнанням надійності результатів, отримуваних за допомогою ЕОМ, відпала потреба в паралельних дослідженнях з використанням традиційних криміналістичних методів. Сьогодні виконання деяких видів криміналістичних експертиз (переважно ідентифікаційного характеру) повністю автоматизоване — від кодування початкової інформації до оцінювання здобутих результатів.

Спосіб взаємодії людини з ЕОМ, поділ обов’язків і відповідальності між ними багато в чому залежить від ступеня формалізації алгоритму. За цією ознакою розрізняють:

формалізовані задачі — задачі, для яких визначено чіткий алгоритм розв’язування, описуваний у вигляді математичних формул і залежностей. Такі задачі можуть розв’язуватись в автоматичному режимі;

частково формалізовані — повний алгоритм розв’язування задачі невідомий, відомі тільки окремі його частини. Розв’язування задачі розбивається на окремі етапи, порядок виконання яких залежить від проміжних результатів, що їх має оцінити користувач. Для таких задач передбачається інтерактивний режим розв’язування;

неформалізовані — неможливо визначити алгоритм обчислення заздалегідь. Для розв’язування таких задач існують спеціальні методи, за допомогою яких в інтерактивному режимі можна виконати певну дію, задавши початкові умови, що можуть постійно змінюватись. Якість розв’язку задачі цілком залежить від кваліфікації, таланту та інтуїції людини.

За методом обчислення (математичною сутністю) виокремлюють задачі прямого розрахунку, в яких виконуються звичайні арифметичні дії за чітко визначеним алгоритмом; оптимізаційні, які полягають у виборі одного (оптимального за визначеним критерієм) розв’язку серед багатьох можливих, та інформаційно-пошукові (типу «запитання—відповідь»). Для оптимізаційних задач характерні, як правило, невеликі обсяги вхідних даних і складні методики розрахунків з використанням різноманітних математичних моделей. Складні методики розв’язування притаманні й інформаційно-пошуковим задачам, які оперують значними обсягами інформації, що характерне й для задач прямого розрахунку, які є найпростішими стосовно алгоритму.

За характером перетворення інформації розрізняють задачі обчислювальні, імітаційні, прийняття рішень.

За регулярністю розв’язування бувають задачі систематичні, епізодичні та випадкові, а за частотою виникнення і необхідною швидкістю розв’язування — регламентовані та оперативні. 1.5. Класифікація інформаційних систем

Загальноприйнятої класифікації ІС досі не існує, тому для виокремлення класів таких систем беруть різні ознаки.

За предметною сферою застосування розрізняють економіко-організаційні АСУ, автоматизовані системи управління технологічними процесами (АСУ ТП) та проектно-конструкторські системи (САПР). Конкретні класи систем можна розглядати залежно від предметної галузі. Предметна галузь — це сукупність об’єктів, понять, зв’язків, відношень і способів перетворення та взаємодії цих об’єктів під час розв’язування задач, що стосуються певної сфери людської діяльності (наприклад, юридичної).

Інтеграція АСУ та АСУ ТП — два приклади

Відмінності між АСУ та АСУ ТП зумовлюються різницею в характері об’єкта управління (колективи людей і, відповідно, машини, прилади, обладнання) та формах передавання інформації (документ і, відповідно, сигнал). Водночас сьогоднішній етап розвитку ІС характеризується високим ступенем їхньої інтеграції — способу організації окремих компонентів в одну систему, яка забезпечує узгоджену та цілеспрямовану взаємодію цих компонентів.

Наприклад, Єдина автоматизована система керування міським пасажирським транспортом у м. Києві об’єднує чотири автономні системи — диспетчерське управління міським комунальним транспортом, управління маршрутками, автоматизоване управління дорожнім рухом і паркуванням. Для забезпечення роботи електронного регулювальника руху на перехрестях використовуватимуться камери стеження.

Особливістю юридичної діяльності є те, що здебільшого і «основне виробництво» (діяльність юриста за своєю сутністю), і система управління пов’язані з виробленням i переробкою інформації. Таким чином, у діяльності юридичних установ застосовуються тільки автоматизовані

системи управління, але юрист може у своїй роботі використовувати інформацію, що надходить з АСУ ТП, так само як і з інших систем.

За ступенем централізації оброблення інформації виокремлюють централізовані ІС, децентралізовані, колективного використання.

За ступенем автоматизації процесів управління розрізняють інформаційно-пошукові, інформаційно-довідкові, інформаційно-управляючі системи, СППР, інтелектуальні ІС.

За рівнем розрізняють державні ІС, територіальні (регіональні), галузеві, об’єднань, підприємств або установ, технологічних процесів.

Державні ІС призначені для розв’язування найважливіших проблем країни. Це, наприклад, інформаційно-аналітичні системи Верховної Ради України, Кабінету Міністрів України, Адміністрації Президента України, Ради національної безпеки і оборони України, Конституційного Суду України, Верховного Суду України, Генеральної прокуратури України.

Територіальні ІС призначені для управління адміністративно-територіальним регіоном. Це ІС області, міста, району.

Галузеві ІС призначені для управління відомчими підприємствами та організаціями.

ІС управління підприємствами (організаціями, установами) становлять одну з найчисленніших категорій. Єдину характеристику таких систем подати неможливо, бо дуже різноманітні системи та об’єкти, де вони використовуються, — це банки і підприємства, суди і прокуратури, податкові органи і страхові компанії та багато інших. Але існують два терміни, актуальні для будь-якої предметної галузі, — «корпоративна ІС» (КІС) та «автоматизоване робоче місце» (АРМ).

Термін «корпоративна ІС» має різні тлумачення. Загалом можна визначити, що корпоративна ІС — це ІС масштабу підприємства , яка характеризується здатністю працювати в розподіленій структурі (корпорації) із множиною територіально розосереджених філій, а також повнофункціональністю. Схематично рівневу структуру КІС наведено в табл. 1.1.

Як правило, й інтегровані АСУ (ІАСУ) забезпечують автоматизацію всіх управлінських задач на всіх рівнях. Але це стосується лише задач оперативного обліку, формалізованих задач. Тому подібні системи позначаються як OLTP (On-line Transaction Processing, оперативне оброблення трансакцій ). Їх призначення — підвищувати продуктивність праці робітників та попереджувати технічні помилки й невідповідності, які можуть виникати через великий обсяг оброблюваної інформації. Основною ознакою таких систем є прогнозованість запитів на оброблення інформації.

Оскільки аналізувати інформацію та генерувати звіти безпосередньо в OLTP-системах практично неможливо через розосередженість даних по різних джерелах (різнотипних базах даних), їх інтегрують у сховище даних (див. підрозд. 1.7). Побудована на цій основі управлінська ІС нижнього рівня надає доступ до даних по підприємству (організації), структурованих згідно з вимогами середнього управлінського персоналу.

Корпоративне сховище даних є основою і для вирішення задач стратегічного рівня за допомогою СППР, зокрема OLAP-систем (On-Line Analytical Processing, оперативна аналітична обробка, див. підрозд. 1.7). Найчастіше такі системи не входять до класу ІАСУ, а є розробками третіх фірм. Головною ознакою таких систем є непрогнозованість запитів — неможливо заздалегідь визначити їх кількість, складність і час надходження.

Відфільтрована й агрегована інформація використовується для вироблення стратегічних рішень з управління та розвитку відповідно до описаної управлінської ідеології. Реалізація в КІС правил визначення бізнес-результату залежно від певних умов або дій становить ще одну відмінність таких систем.

Таблиця. 1.1

Структура корпоративної інформаційної системи

Рівень

Системи

Користувачі

Інформація

Стратегічний

Корпоративна ІС

Вище

керівництво

Стратегічний план розвитку

Аналітичні ІС (СППР, OLAP-системи)

Інформаційно-аналітична служба

Аналітичні звіти на рівні підприємства (організації), прогнози, плани

Оперативний

Управлінська ІС нижнього рівня

Керівники

середньої

ланки

Корпоративне сховище даних, оперативні розпорядження, звіти на рівні підрозділу

Системи оперативного

обліку — OLTP (ІАСУ, АСУ ТП, САПР та ін.)

Виконавці

нижньої

ланки

Початкові

облікові дані

(база даних)

Отже можна сказати, що ІАСУ є основою для побудови КІС і входить до неї як органічна складова. Базовим структурним елементом таких систем є АРМ.

Автоматизоване робоче місце (АРМ) — це програмно-технічний комплекс, призначений для автоматизації діяльності певного виду. Основною характеристикою АРМ є орієнтація на людину, яка не має професійної підготовки з використання обчис­лювальної техніки, але професійно обізнана у конкретній предметній галузі. Залежно від категорії працівників організаційного управління, до якої належать користувачі, а також відповідно до характеру розв’язуваних задач розглядають три класи типових АРМ:

АРМ керівника складається з підсистем забезпечення ділової діяльності (електронний записник, особистий архів, картотека доручень і т. ін.), прийняття рішень, рутинних робіт та комунікацій;

АРМ спеціаліста. Основою такого АРМ є підсистема забезпечення професійної діяльності, яка звичайно містить розвинену базу даних, засоби електронного обчислення форм і ділової графіки, а також набір програмних засобів для проведення математичних розрахунків і моделювання;

АРМ технічного та допоміжного персоналу. Основні функції, що автоматизуються, — це введення інформації, оформлення документів, ведення картотек і архівів, оброблення вхідної та вихідної документації, контроль виконавчої діяльності. Оскільки виконання таких операцій мало залежить від специфіки галузі, підприємства чи установи, можливий масовий випуск типових АРМ цієї категорії.