Общие положения проектирования автоматизированных информационных систем
1.1 Общие требования к информационной системе. Анализ и характеристика аналогичных аис
Автоматизированная информационная система – это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для хранения и (или) управления данными и информацией, а также для производства вычислений.
Это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированную подготовку, поиск и обработку информации в рамках интегрированных сетевых, компьютерных и коммуникационных технологий для оптимизации деятельности в различных предметных областях и сферах управления.
На этой основе создаются различные автоматические и автоматизированные системы управления технологическими процессами. Например, в связи – это автоматическая коммутационная станция. В ней управление осуществляется с помощью технических устройств. Человек лишь следит за ходом технологического процесса и по мере необходимости (например, в случае сбоя) принимает соответствующие действия. Автоматизированная (человеко-машинная) система самостоятельно работать не может. Человек формирует задачи, разрабатывает необходимые обеспечивающие подсистемы, выбирает из выданных ЭВМ вариантов решений наиболее рациональный и др. Кроме того, человек юридически отвечает за результаты принятых им решений.
Автоматизированная информационная система (АИС) – это комплекс программных, технических, информационных, лингвистических, организационно-технологических средств и персонала, предназначенный для решения задач справочно-информационного обслуживания и (или) информационного обеспечения пользователей.
Автоматизированная информационная система представляет собой совокупности информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенных для обработки информации и принятия управленческих решений.
Основное назначение автоматизированных информационных систем не просто собрать и сохранить электронные информационные ресурсы, но и обеспечить к ним доступ пользователей. Одной из важнейших особенностей АИС является организация поиска данных в их информационных массивах (базах данных).
Направленность АИС на удовлетворение информационных потребностей пользователей вызвала появление автоматизированных информационно-поисковых систем. Практически АИС являются автоматизированными информационно-поисковыми системами (АИПС).
Автоматизированная информационно-поисковая система – это программный продукт, предназначенный для реализации процессов ввода, обработки, хранения, поиска, представления данных т.п.
С точки зрения выполняемых задач и представляемых пользователям возможностей, АИПС могут быть как достаточно простыми (элементарные справочные), так и сложными системами (экспертные и другие, предоставляющие прогностические решения).
АИПС бывают фактографическими, документальными и мультимедийными.
Фактографические АИПС обычно используют табличные реляционные БД с фиксированной структурой данных (записей).
Документальные АИПС отличаются неопределённостью или переменной структурой данных (документов). Для их разработки обычно применяются оболочки АИС.
Значимым аспектом создания АИПС является использование новых информационных технологий (НИТ), которые в большинстве своём базируются на применении автоматизированных технологий и средств автоматизации различных процессов. Внедрение систем автоматизации любых процессов обычно сопровождается пересмотром всех ранее выполнявшихся процедур и операций. Использование АИС зачастую требует значительного изменения ранее выполняемых операций.
Не следует забывать, что НИТ порой кардинально меняют прежние представления и технологии, а попытка подстроить автоматизированные системы и технологии под традиционно выполняемые процессы может иметь отрицательный эффект их внедрения.
АИС отражают уровень формирования высоких технологий на каждой ступени развития общества. Их можно представить как комплексы автоматизированных информационных технологий, составляющих информационную систему, предназначенную для информационного обслуживания потребителей. Структурно АИС включают компоненты и подсистемы, представленные на рис. 2.
Поскольку АИС предназначены для одновременного обслуживания большого количества людей, они используются в разного рода сетях. Современная сетевая информационно-поисковая система представляет собой специализированный информационный портал с развитыми средствами удалённого оперативного доступа, диалоговым языком запросов, ведения перекрестных ссылок между словарными статьями различного уровня, средствами информационно-справочного обслуживания пользователей и автоматического формирования выходных отчётов.
Рисунок 1- Компоненты АИС
При этом различают три типа задач, для которых создаются автоматизированные информационные системы:
структурированные (формализуемые);
неструктурированные (не формализуемые);
частично структурированные.
Структурированная (формализуемая) задача – это задача, где известны все её элементы и взаимосвязи между ними.
Неструктурированная (не формализуемая) задача – это задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи.
В структурированной задаче удаётся выразить её содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования АИС для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т. е. сведение роли человека к нулю.
Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки их алгоритма связано с большими трудностями. В этом случае возможности использования АИС невелики. Решение принимается человеком на основе его опыта и, возможно косвенной информации, полученной им из разных источников.
По назначению АИС делятся на:
1) Военные АСУ;
2) Экономические системы (предприятия, конторы, управляющие властные структуры);
3) Информационно-поисковые системы и др.
По областям человеческой деятельности АИС делятся на:
1) Медицинские системы;
2) Экологические системы;
3) Системы телефонной связи и др.
Рисунок 2- Вариант классификации информационных систем
В зависимости от характера обработки данных АИС делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.
Информационно-поисковые системы позволяют осуществлять ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. (Например, АИС библиотечного обслуживания, резервирования и продажи билетов на транспорте, бронирования мест в гостиницах и пр.)
Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определённому алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие.
Результирующая информация управляющих АИС непосредственно трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем характерны задачи расчётного характера и обработка больших объёмов данных (например, АИС планирования производства или заказов, бухгалтерского учёта.)
Советующие АИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учитывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных, например, экспертные системы.
По характеру обрабатываемой информации АИС делят на: управленческие, информационно-справочные, фактографические, документальные и иные. В свою очередь каждая из них может иметь собственные разновидности. Так, например, информационно-справочные системы могут быть непосредственного или удалённого доступа (информаторы и различные табло на вокзалах и в библиотеках, телефонные и иные автоматические справочные системы, например, в Интернете и др.).
Управленческие АИС предназначены для решения управленческих и технико-экономических задач. Обычно они функционируют как отдельные модули в рамках общей автоматизированной системы организации для решения задач отдельных служб: управления организацией, бухгалтерского учёта, отдела кадров, материально-технического снабжения и т.п. Чаще всего они автономны, то есть имеют собственные информационный фонд и программное обеспечение.
АИС научных исследований обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчётов и научных опытов. Методической базой таких систем служат экономико-математические методы, технической базой – разнообразная вычислительная техника и технические средства для проведения экспериментальных работ моделирования. Системы научных исследований могут включать в свой контур системы автоматизированного проектирования работ (САПР).
Обучающие АИС используют при подготовке специалистов в системе образования, а также при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей.
Информационно-справочные системы предназначены для удовлетворения запросов пользователей. Найденная в соответствии с запросом информация выдаётся пользователю, который и использует её в своих целях вне самой АИС. Это, например, справочно-библиографические системы, а также различные автоматические информаторы. Основной операцией в подобных системах является поиск, поэтому они относятся к классу исключительно информационно-поисковых систем (ИПС).
С точки зрения пользователей, обычно обращение их к любым информационным системам обусловлено желанием или потребностью получения оперативных данных, как правило, справочного характера, а также постоянного или временного пользования документами.
В зависимости от сферы применения различают следующие классы АИС.
АИС организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.).
Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учёт и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учёт, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.
АИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.
АИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчёты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.
Интегрированные (корпоративные) АИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности.