Специфика информационных программных систем
Хотя ИС являются обычным программным продуктом, они имеют ряд существенных отличий от стандартных прикладных программ и систем. Конечно, в зависимости от конкретной области применения информационные системы могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить, по крайней мере, два свойства, которые являются общими для всех информационных систем.
· Во-первых, любая информационная система предназначена для сбора, хранения и обработки информации, поэтому в основе любой информационной системы лежит среда хранения и доступа к данным. Среда должна обеспечивать уровень надежности хранения и эффективность доступа, которые соответствуют области применения информационной системы. Заметим, что в вычислительных программных системах наличие такой среды не является обязательным. Основным требованием к программе, выполняющей численные расчеты (если, конечно, говорить о решении действительно серьезных задач), является ее быстродействие. Нужно, чтобы программа произвела достаточно точные результаты за установленное время. При решении серьезных вычислительных задач даже на суперкомпьютерах это время может измеряться неделями, а иногда и месяцами. Поэтому программисты-вычислители всегда очень скептически относятся к хранению данных во внешней памяти, предпочитая так организовывать программу, чтобы в течение как можно более долгого времени обрабатываемые данные помещались в основной памяти компьютера. Внешняя память обычно используется для периодического (нечастого) сохранения промежуточных результатов вычислений, чтобы в случае сбоя компьютера можно было продолжить работу программы от сохраненной контрольной точки.
· Во-вторых, информационные системы ориентируются на конечного пользователя, например, банковского клерка. Такие пользователи могут быть очень далеки от мира компьютеров. Для них терминал, персональный компьютер или рабочая станция представляют собой всего лишь орудие их собственной профессиональной деятельности. Поэтому информационная система обязана обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом (интерфейс – совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека), который должен предоставить конечному пользователю все необходимые для его работы функции, но в то же время не дать ему возможность выполнять какие-либо лишние действия. Иногда этот интерфейс может быть графическим с меню, кнопками, подсказками и т.д. Сейчас очень популярны графические интерфейсы, поэтому многие современные средства разработки информационных приложений, прежде всего, ориентированы на разработку графических интерфейсов. Заметим, что вычислительные программные системы не обязательно обладают развитыми интерфейсами. Однако если система предназначена для продажи, то она должна обладать хорошим интерфейсом хотя бы в целях маркетинга.
Таким образом, при проектировании и разработке ИС необходимо решать 2 задачи:
· Разработка БД, предназначенной для хранения информации,
· Разработка графического интерфейса пользователя.
Процессы, обеспечивающие работу ИС любого назначения условно можно представить в виде схемы, состоящей из блоков.
 |
Общую структуру ИСможно рассматривать как совокупность подсистем вне зависимости от сферы применения (подсистема – часть системы, выделенная по какому- либо признаку).
Классификация по структурному признаку
1 – комплекс технических средств, предназначенных для работы ИС (включает компьютер, оргтехнику, документацию и т.д.),
2 + 3 – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ, предназначенных для реализации целей ИС, а также для нормального функционирования комплекса технических средств,
4 – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения БД. Основное назначение – формирование и выдача достоверной информации для принятия управленческих решений,
5 – совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие персонала организации с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС. (Состав и структура организации, где будет использоваться ИС и кем, методология решения задач),
6 – совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование ИС, порядок получения и использования информации. В РФ принят ряд законов, указов и постановлений, например:
Закон «Об информации, информатизации и защите информации» - 25 статей, структурированных по 5-и главам,
«Об авторском праве и смежных правах»,
«О правовой охране программ для ЭВМ и БД» и т.д.
Классификация ИС
Классификацию ИС можно проводить по различным признакам. Любая классификация условна.
Ø По степени автоматизации
w Ручные
w Автоматизированные
w Автоматические (без участия человека).
Ø По сфере применения
w Интегрированные (корпоративные) – для автоматизации всех функций фирмы: охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта готовой продукции;
w Организационного управления – для автоматизации функций управленческого персонала как в промышленной, так и в непромышленной сфере: бухгалтерский учет, учет и движение материалов на складе, оперативный учет, управление маркетингом, оперативное и перспективное планирование и т.д.;
w Управление технологическими процессами – для автоматизации функций производственного персонала: управление производственными процессами (поддержка заданного режима работы оборудования), организация поточных линий, изготовление микросхем, поддержка технологических процессов;
w САПР – для автоматизации работы инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники и технологии (инженерные расчеты, создание чертежей, планов, моделирование объектов и т.д.).
Ø По характеру обработки информации
w Информационно-поисковые – в/в информации по запросу (библиотека, ж/д, авиа);
w Информационно-решающие – осуществляют обработку по определенному алгоритму
§ Управляющие – человек принимает решение на основании расчетов;
§ Советующие – принимает к сведению (например, постановка диагноза). Характерна обработка знаний, а не данных.
Информационные системы можно условно разделить на фактографические(хранятся данные в структурированном виде) и документальные (в текстовом виде).
В фактографических ИС регистрируются факты – конкретные значения данных (атрибутов) об объектах реального мира. Основная идея таких систем заключается в том, что все сведения об объектах (фамилии людей и названия предметов, числа, даты) сообщаются компьютеру в каком-то заранее обусловленномформате (например, дата – в виде комбинации ДД.ММ.ГГГГ). Информация, с которой работает фактографическая ИС, имеет четкую структуру,позволяющую машине отличать одно данное от другого, – например, фамилию от должности человека, дату рождения от роста и т. п. Поэтому фактографическая система способна давать однозначныеответы на поставленные вопросы, например: “Сколько велосипедов марки А-18 продал магазин “Спорт” в июне 1997 г.?”, “Кто из работников фирмы с датой рождения не ранее 1 января 1970 г. имеет водительские права?”, “Какие культурно-исторические памятники Санкт-Петербурга включены в список ЮНЕСКО?” и т. д.
Фактографические системы делятся на основные два класса (отличаются моделями данных, которые используются для хранения информации):
· Системы обработки данных (транзакций) — On-Line Transaction Processing (OLTP). (Транзакция – входное сообщение, относящееся к существующему файлу. Транзакция – последовательность действий, имеющая смысл только в случае её полного завершения. Транзакция описывает некоторое событие: формирование новой записи, изменение или удаление существующей). Системы OLTP имеют только средства оперативного анализа для небольшого количества данных. Такой анализ не позволяет выявить скрытые закономерности, делать прогноз для стратегического планирования. Это привело к созданию хранилищ данных или многомерных баз данных. Такие структуры не позволяют эффективно обрабатывать оперативную информацию, но позволяют легко и быстро получать интегральную информацию. Хранилища данных появились в начале 90-х годов.
· Системы анализа и принятия решений. Это аналитические системы, ориентированные на выполнение запросов, которые требуют статистической обработки исторически накопленных данных и нацелены на прогнозирование данных. Они называются системой оперативной аналитической обработки — On-Line Analysis Processing (OLAP). Системы OLAP отличаются сложными аналитическими запросами, которые выполняются в обычных системах очень долго. Применяются киоски данных. В настоящее время существуют три подхода к построению хранилищ данных: Многомерная модель хранилища (MOLAP). Реляционная (ROLAP). Гибридная (HOLAP).
· Развитием OLAP систем явились системы добычи данных (DataMining).
Документальные информационные системы обслуживают принципиально иной класс задач, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный вопрос. Документальные базы данных выделяются в один тип, который называется информационно-поисковая система (ИПС или ДИПС).
Структурированная (формализуемая) задача – где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними.
Базу данных таких систем образует совокупность неструктурированных текстовых документов (статьи, книги, рефераты, тексты законов) и графических объектов, снабженная тем или иным формализованным аппаратом поиска. Цель системы, как правило, – выдать в ответ на запрос пользователя список документов или объектов, в какой-то мере удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям. Например: выдать список всех статей, в которых встречается слово “энтропия”. Принципиальной особенностью документальной системы является ее способность, с одной стороны, выдавать ненужные пользователю документы (например, где “энтропия” употреблена в ином смысле, чем предполагалось), а с другой – не выдавать нужные (например, если автор употребил какой-то синоним или ошибся в написании). Документальная система должна уметь по контексту определять смысл того или иного термина (например, различать “Рак” (животное), “Рак” (созвездие) и “Рак” (болезнь)).
Документы ориентированы на приближенное представление данных. Главное назначение ДИПС — обработка запросов. Главная процедура — поиск (отыскание документа, содержащего ответ на запрос). При этом, в результате получается несколько документов. Запросы, как правило, формулируются на естественном языке (информационные запросы). Неправильно сформулированный запрос может не отражать информационные потребности пользователя.
Понятие пертинентность отражает смысловое соответствие документа информационным потребностям пользователя.
Релевантность — соответствие содержания документа информационному запросу в том виде, как он сформулирован.
Для автоматического поиска запросы представляются в виде информационного предписания — поискового предписания (ПП), а документы в виде поискового образа документа (ПОД).
Для записи ПП и ПОД применяется информационный поисковый язык. При поиске определяется соответствие ПП и ПОД, на основе которого принимается решение о выдаче документа, т.е. признания его релевантным. При этом набор правил, по которому принимается решение, называется критерием смыслового соответствия (КСС).