ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 3 страница

Физическая модель данных

Физическая модель, определяющая размещение данных, методы доступа и технику индексирования, называется внутренней моделью системы.

Внешние модели никак не связаны с типом физической памяти, в которой будут храниться данные, и с методами доступа к этим данным. Это положение отражает первый уровень независимости данных. С другой стороны, если концептуальная модель способна учитывать расширение требований к системе в будущем, то вносимые в нее изменения не должны оказывать влияния на существующие внешние модели. Это – второй уровень независимости данных. Всесторонний анализ объектов предметной области и их взаимосвязей минимизирует влияние изменения требований к данным в одной программе на другие программы.

На этапе проектирования физическая модель данных определяет сущности, атрибуты, связи, ограничения целостности в терминах конкретной СУБД. На этапе реализации физическая модель - совокупность файлов определенного формата. На этапе проектирования физической модели составляется описание реляционных таблиц, которые далее должны быть реализованы в среде конкретной СУБД. СУБД отвечает за хранение модели в компьютере и за работу программ и пользователей с моделью.

Функций, которые обеспечивают современные СУБД:

- поддержка логической модели данных (определение данных, оперирование данными);

- восстановление данных (транзакции, журнализация, контрольные точки);

- управление одновременным доступом;

- безопасность данных (права доступа);

- самостоятельная оптимизация выполнения операций;

- сервисные функции (администрирование, статистика, распределение данных) и т.д.

Использование модели данных при работе с БД дает общий язык пользователям, работающим с данными, может обеспечить предсказуемость результатов работы с данными.

Разработка экономической информационной системы

Разработка сложных информационных систем (ИС) таких, какими являются экономические ИС, возможна на основе тщательно обдуманного методологического подхода. В настоящее время существует ряд общих методологий разработки ИС, отражающих работу на всех этапах жизненного цикла системы, учет критических задач и контроль их решения, применение развитых инструментальных средств поддержки процессов анализа, проектирования и реализации ИС.

В основе деятельности по созданию и использованию ИС лежит понятие жизненного цикла. Условно можно выделить следующие основные этапы жизненного цикла:

- анализ – определение того, что должна делать система;

- проектирование – определение того, как система будет делать то, что она должна делать. Проектирование это, прежде всего, спецификация подсистем, функциональных компонентов и способов их взаимодействия в системе;

- разработка – создание функциональных компонентов и подсистем по отдельности, соединение подсистем в единое целое;

- тестирование – проверка функционального и параметрического соответствия системы показателям, определенным на этапе анализа ;

- внедрение – установка и ввод системы в действие;

- сопровождение – обеспечение штатного процесса эксплуатации системы на предприятии заказчика.

Жизненный цикл образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением дополнительных ограничений и т.п. На каждом этапе жизненного цикла порождается определенный набор технических решений и отражающих их документов, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, принятые на предыдущем этапе.

Наибольшее распространение получили три следующие модели жизненного цикла системы:

1 Каскадная модель – предполагает переход на следующий этап после полного завершения работ предыдущего этапа.

2 Поэтапная итерационная модель – модель создания ИС, предполагает наличие циклов обратной связи между этапами. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают большую гибкость и меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью.

3 Спиральная модель – делает упор на начальные этапы жизненного цикла: анализ, предварительное и детальное проектирование. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали.

В соответствии с общей технологией и архитектурой систем выделяются следующие основные этапы процесса разработки информационной системы:

- моделирование и анализ функционирования существующей системы управления;

- построение и анализ информационной модели предметной области;

- проектирование концептуальной модели базы данных новой системы;

- проектирование функциональной структуры новой системы;

- проектирование процессов обработки данных;

- проектирование и реализация приложений.

Моделирование и анализ функционирования существующей системы

Целью этапа является построение моделей существующих процессов управления, выявление их недостатков и возможных источников усовершенствования. Содержанием работы проектировщиков является построение моделей двух типов – функциональной, представленной в виде диаграмм функциональной декомпозиции, и поведенческой, представленной в виде диаграмм потоков данных, описывающих особенности процессов обработки данных при реализации соответствующих функций управления.

Анализ является первым этапом создания ИС, на котором требования заказчика уточняются, формализуются и документируются. Фактически на этом этапе дается ответ на вопрос: “Что должна делать будущая система?”. Целью анализа является преобразование общих, расплывчатых знаний об исходной предметной области в точные определения и спецификации, а также генерация функционального описания системы. На этом этапе определяются:

- внешние условия работы системы;

- функциональная структура системы;

- распределение функций между человеком и системой, интерфейсы;

- требования к техническим, информационным и программным компонентам системы;

- условия эксплуатации.

Построение и анализ информационной модели предметной области

На данном этапе осуществляется детальное информационное моделирование существующей системы управления, описывающее информационные потребности предприятия. Результатом является информационная модель системы управления, отображающая ее единое информационное пространство.

Логическая модель, отображающая деятельность системы управления предприятия и информационное пространство, в котором эта деятельность протекает, представляет собой отражение функциональной структуры, системы взаимодействия подразделений, принятых технологий обработки управленческой информации, автоматизированных и неавтоматизированных процессов и т.д. Эта модель позволяет понять, как функционирует предприятие с позиций системного анализа, сформулировать предложения по улучшению ситуации.

Модель является реализацией начальных этапов работы и основанием для формирования технического задания на ее последующие этапы, представляет собой самостоятельный результат, имеющий большое практическое значение. Она включает в себя модель существующей неавтоматизированной технологии, принятой на предприятии. Формальный анализ этой модели позволяет выявить узкие места в управлении предприятием и сформулировать рекомендации по его улучшению (независимо от того, предполагается ли дальнейшая разработка автоматизированной системы или нет). С помощью данной модели возможно осуществлять предварительное моделирование перспективных направлений деятельности предприятия с целью выявления новых потоков данных, взаимодействующих процессов и структурных элементов.

Развитие логической модели предметной области, ее последовательное превращение в модель целевой ИС, позволит интегрировать перспективные предложения руководства и ведущих сотрудников предприятия, экспертов и системных аналитиков, сформировать видение новой, реорганизованной и автоматизированной деятельности предприятия.

Анализ предметной области является важнейшим этапом среди всех этапов жизненного цикла системы. На этом этапе, во-первых, необходимо понять, что предполагается сделать, и задокументировать выдвинутые предложения. При этом язык, на котором формулируются результаты анализа, должен быть достаточно прост и понятен заказчику.

Решение проблем, связанных с анализом предметной области, может быть существенно облегчено за счет применения современных структурных методов - методов структурного анализа. Для таких методов характерно: разбиение на уровни абстракции с ограничением числа элементов на каждом из уровней; ограниченный контекст, включающий лишь существенные на каждом уровне детали; дуальность данных и операций над ними; использование строгих формальных правил записи; последовательное приближение к конечному результату. Основными процедурами структурного анализа являются декомпозиция и иерархическое упорядочение.

Методы структурного анализа базируются на ряде общих принципов:

1 Принцип концептуальной общности заключается в следовании единой философии на всех этапах жизненного цикла.

2 Принцип полноты заключается в контроле на присутствие лишних элементов.

3 Принцип непротиворечивости заключается в обоснованности и согласованности элементов системы.

4 Принцип абстрагирования заключается в выделении существенных аспектов системы и отвлечение от несущественных с целью представления проблемы в более простом, общем виде.

5 Принцип логической независимости заключается в концентрации внимания на логическом описании системы, обеспечении независимости от ее физической реализации.

6 Принцип независимости данных заключается в том, что модели данных могут быть проанализированы и спроектированы независимо от процессов их логической обработки, а также от их физической структуры и распределения.

Разработка концептуальной модели базы данных новой системы

Основным содержанием работ, проводимых на этапе концептуального проектирования базы данных, является построение формализованного информационного описания будущей предметной области. Этот этап является одним из ключевых в создании ИС, так как исправление ошибок, допущенных на первых стадиях концептуального проектирования являются дорогостоящим процессом, особенно в том случае, когда к моменту обнаружения ошибки уже пройдены несколько последующих этапов проектирования и реализации системы.

Конечным результатом этапа является СУБД-независимое описание базы данных. Достижение этого результата предполагает построение концептуальной модели базы данных, являющейся подмножеством концептуальной модели предметной области. Отличие этих двух моделей состоит в том, что концептуальная модель базы данных описывает лишь те данные, которые подлежат непосредственному хранению в базе данных проектируемой системы. Очевидно, что в первую очередь такими данными являются первичные технико-экономические показатели. Как правило, в состав базы данных входят также производные показатели, используемые в качестве справочной информации другими системами, производные показатели, необходимость хранения которых прямо диктуется функциональной структурой системы.

Следует отметить, что построение нормализованной концептуальной модели предметной области гарантирует получение нормализованной концептуальной модели базы данных. Методика концептуального проектирования предполагает получение нормализованной глобальной концептуальной ER-модели предметной области как результата интеграции локальных концептуальных моделей, отображающих информационные потребности отдельных подразделений и должностных лиц.

Первоначальный вариант СУБД-ориентированной реляционной базы данных может быть получен автоматически с помощью специальных утилит на основании спроектированной концептуальной модели базы данных новой системы, представленной в виде ER-диаграммы. Результаты проектирования программных модулей приложений служат основанием для совершенствования структуры базы данных. Принятие соответствующих решений по ее совершенствованию должно фиксироваться в виде модификации ER-диаграммы базы данных.

Проектирование функциональной структуры новой системы

Анализ полученных при выполнении предыдущих этапов результатов позволяет перейти к проектированию функциональной структуры новой информационной системы. Результаты этих работ представляются в виде диаграмм функциональной декомпозиции, описывающих функциональные возможности создаваемой системы.

Проектирование процессов обработки данных новой системы

Результатом этапа является описание особенностей организации процессов обработки данных в новой информационной системе. Фиксация результатов проектирования на этом этапе осуществляется в виде диаграмм потоков данных. Основой для их построения служат, как правило, диаграммы потоков данных, полученные на этапе анализа функционирования существующей системы управления. Построение диаграмм потоков данных для новой системы предполагает принятие целого ряда проектных решений, например, таких, как определение состава и мест ввода первичных данных, владельцев данных, последовательности и способов реализации процессов обработки данных, структур первичных и выходных документов и т.д.

Проектирование и реализация приложений

Заключительными этапами проектирования являются проектирование и реализация пользовательских приложений. Функциональные возможности создаваемой системы определяются спецификацией модулей различных типов, основными из которых являются экранные формы, отчеты, меню, процедурные модули. В процессе реализации пользовательских приложений создаются программы, отвечающие всем требованиям проектных спецификаций. Использование для разработки приложений языков четвертого поколения позволяет полностью автоматизировать этот этап, существенно сократить сроки разработки системы, повысить ее качество и надежность.

Контрольные вопросы

1 Дайте определение сущности, связи, атрибута.

2 Раскройте специфику концептуальной, логической, физической моделей данных.

3 Поясните назначение модели "сущность-связь". Приведите примеры.

4 С какой целью используются первичные ключи, альтернативные ключи, внешние ключи в модели "сущность-связь".

5 Раскройте специфику моделей, используемых при разработке БД. Назовите основные этапы разработки экономических информационных систем. Раскройте содержание каждого этапа.

6 Дайте определение жизненного цикла информационной системы, раскройте содержание основных этапов жизненного цикла.

7 Какие типы моделей жизненного цикла используются в процессе создания информационной системы?

8 В чем специфика проведения структурного анализа предметной области? Назовите основные процедуры анализа и базовые принципы.

9 Назначение логической модели информационной системы.

Тема 5. Организация информационных процессов.

Технология обработки экономической информации строится на следующих принципах:

- интеграции обработки данных и возможности работы пользо­вателей в условиях эксплуатации автоматизированных систем централизованного хранения и коллективного ис­пользования данных;

- распределенной обработки данных на базе развитых систем передачи;

- рационального сочетания централизованного и децентрали­зованного управления и организации вычислительных систем;

- моделирования и формализованного описания данных, процедур их преобразования, функций и рабочих мест испол­нителей;

- учета конкретных особенностей объекта, в котором реали­зуется машинная обработка экономической информации.

Различают два основных типа организации технологических процессов: предметный и пооперационный.

Предметный тип организации технологии предполагает создание параллельно действующих технологических линий, специализирующихся на обработке информации и решении конкретных комплексов задач и организующих пооперационную обработку данных внутри линии.

Пооперационный (поточный) тип построения технологиче­ского процесса предусматривает последовательное преобразо­вание обрабатываемой информации, согласно технологии, пред­ставленной в виде непрерывной последовательности сменяю­щих друг друга операций, выполняемых в автоматическом режиме. Такой подход к построению технологии приемлем при организации работы автоматизированных рабочих мест.

Информационная технология решения экономических задач включает следующие информационные процедуры:

- сбор и регистрация информации,

- аналитико-синтетическая обработка информации,

- хранение информации,

- поиск информации,

- передача информации, предоставление обработанной информации потребителям,

- репродуцирование (копирование, размножение),

- принятие решений и выработка управляющих воздействий.

Как правило, экономическая информация подвергается всем процедурам преобразования, последовательность их выполнения бывает различной, при этом некоторые процедуры могут повторяться.

Сбор и регистрация информации происходят по-разному в различных экономических объектах. Особое значение придается достоверности, полноте и своевременности первичной информации. Процессы сбора и регистрации информации происходят при выполнении различных хозяйственных операций (прием готовой продукции, получение и отпуск материалов, подсчет количества обработанных деталей, прошедших сборку узлов, изделий, выявление брака и т.д.). Для сбора фактической информации произво­дятся измерение, подсчет, взвешивание материальных объек­тов, получение временных и количественных характеристик работы отдельных исполнителей. Сбор информации, как правило, сопровождается ее регистрацией, т.е. фиксацией информации на материальном носителе. Особое внимание придается использованию технических средств сбора и регистрации информации, совмещающих операции количественного измерения, регистрации, накопления и передачу информации по каналам связи.

Технология сбора информации включает следующие этапы:

1 Выявление основных источников возникновения и получения информации. Реализация этого этапа базируется на анализе моделей информационных потоков.

2 Классификация источников информации по степени приоритетности и выбор необходимых источников.

3 Определение способов получения информации.

4 Классификация каналов передачи информации по степени приоритетности, выбор необходимых каналов.

5 Непосредственная организация процесса сбора информации.

6 Классификация и анализ полученной информации. Разработка формы представления информации, определение информационного состава и структуры носителя информации.

7 Регистрация информации.

Передача информации

Необходимость передачи экономической информации вызывается многими причинами, в том числе распределенной обработкой экономической информации, удаленностью объектов, являющихся источниками возникновения и получения информации от объектов непосредственного использования информации.

Организация передачи информации зависит от способов передачи, ее направленности, форм носителей передаваемой информации, расстояния от источника информации до потребителя, содержания информации. По способам передачи зарегистрированных данных выделяют: перемещение носителей информации человеком (ручная передача), пересылка по почте, доставка с помощью транспортных средств, пересылка по каналам телеграфно-телефонной связи (дистанционная передача). Ручная передача реализуется между предприятиями и организациями с помощью курьеров, а между управленческими работниками путем непосредственных контактов.

Дистанционно может передаваться как первичная информа­ция с мест ее возникновения, так и результатная в обратном направлении. Особое значение этот способ передачи информации имеет в многоуровневых межотраслевых системах, где применение дистанционной передачи значительно ускоряет прохождение информации с одного уровня управления на другой и сокращает общее время обработки данных.

Хранение и накопление экономической информации вызвано многократным ее использованием, применением постоянной информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки.

Хранение информации осуществляется в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному признаку.

Поиск данных - это выборка нужных данных из хранимой информации, включая поиск информации, подлежащей коррек­тировке или замене. Процедура поиска информации выпол­няется на основе составленного запроса.

Обработка экономической информации - процесс исполнения взаимосвя­занных операций, протекающих в установленной последовательности с целью преобразования исходной (первичной) информации в результатную. Произво­дится, как правило, централизованно или в местах возникновения первичной информации, где организуются автоматизированные рабочие места специалистов.

Построение технологического процесса обработки информации определяется следую­щими факторами: особенностями обрабатываемой экономиче­ской информации, ее объемом, требованиями к срочности и точности обработки, характеристиками применяемых технических средств. Они ложатся в основу орга­низации технологии, которая включает установление перечня, последовательности и способов выполнения операций, порядка работы специалистов и средств автоматизации, организацию рабочих мест, установление временных регламентов взаимодей­ствия и т.п. Организация технологического процесса должна обеспечить его экономичность, комплексность, надежность функционирования, высокое качество работ. Это достигается использованием системотехнического подхода к проектирова­нию технологии решения экономических задач. При этом имеет место комплексное взаимосвязанное рассмотрение всех факторов, путей, методов построения технологии, применение элементов типизации и стандартизации, а также унификации схем технологических процессов.

При обработке экономической информации предполагается проведение аналитико-синтетических процедур (сравнение, классификация, обобщение, синтез) и простых арифметических и логических операций. Арифметические операции обработки данных включают все виды математических действий, логические - обеспечивают соответствующее упорядочение данных в массивах (первичных, промежуточных, постоянных, переменных), подлежащих дальнейшей обработке. Значительное место в логических операциях занимают такие виды сортировальных работ, как упорядочение, распределение, подбор, выборка, объединение.

Передача результатной информации потребителю может сопровождаться процедурой репродуцирования, если ее необходимо предоставить нескольким пользователям.

Принятие решения представляет собой прагматическое преобразование информации и сводится к действию над множеством альтернатив, в результате которого получается подмножество выбранных альтернатив.

Принятие решения в автоматизированной системе, как правило, осуществляется специали­стом без применения технических средств, но на основе тща­тельного анализа результатной информации. Задача принятия решений осложняется тем, что специа­листу приходится искать из множества допустимых решений наиболее приемлемое, сводящее к минимуму потери ресурсов (временных, трудовых, материальных и т.д.). Благодаря применению автоматизированных информационных систем повышается аналитичность обрабатываемых сведений, а также обеспе­чивается постепенный переход к автоматизации выработки оптимальных решений. Эффективности процесса принятия решения способствует использование экспертных систем, баз знаний.

Автоматизированные информационные системы, используемые для решения задач, связанных с поддержкой принятия решений, разделяются на два вида:

- обеспечивающие информационную поддержку пользователя, то есть предоставляющие доступ к информации в базе данных и ориентированные главным образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию), используя сведения, содержащиеся в полученных отчетах, специалист принимает решение;

- формирующие возможные альтернативы решения, принятие решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

Автоматизированные системы, обеспечивающие информационную поддержку пользователя, должны содержать процедуры манипулирования данными в информационной системе, которые обеспечивают следующие возможности:

- составление комбинаций данных, получаемых из различных источников;

- быстрое добавление или исключение того или иного источника данных и автоматическое переключение источников при поиске данных;

- управление данными с использованием возможностей систем управления базами данных;

- логическую независимость данных этого типа от других баз данных, входящих в подсистему информационного обеспечения;

- автоматическое отслеживание потока информации для наполнения баз данных.

Информационные системы, разрабатывающие альтернативы решения, могут быть модельными или экспертными. Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает формирование и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования. Экспертные информационные системы обеспечивают формирование и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.

Контрольные вопросы

1 Раскройте специфику организации процессов сбора и регистрации, обработки, хранения, поиска, передачи, предоставления информации,

2 В чем особенность организации процесса принятия решений? Какие виды информационных систем позволяют осуществить автоматизированную поддержку данного процесса?

Часть 2

Тема 6. Защита экономической информации.

Широкое внедрение в сферу обработки экономической информации современных информационных технологий потребовало разработки систем защиты информации.

Система защита информации - это комплекс специальных мер законодательного и административного характера, организационных мероприятий, физических и технических средств, обеспечивающих с требуемой вероятностью защиту информации от утечки, хищения, утраты, несанкционированного уничтожения, искажения, модификации, репродуцирования (подделки), копирования, блокирования и т.п. (обеспечение безопасности информации).

Безопасность информации - это состояние устойчивости информации к случайным или преднамеренным внешним воздействиям, исключающее недопустимый риск ее уничтожения, искажения и раскрытия, которые приводят к материальному ущербу владельца или пользователя информации.

Защита информации - комплекс мероприятий, проводимых с целью предотвращения нарушения безопасности информации.

Необходимость защиты информации определяется следующими факторами:

- отношением к информации, как к товару;

- вовлечением в процесс информационного взаимодействия большого числа людей и организаций;

- концентрацией больших объемов информации различного назначения и принадлежности на магнитных носителях в автоматизированных информационных системах;

- наличие интенсивного информационного обмена между участниками информационного процесса;

- повышение уровня доверия к автоматизированным информационным системам;

- количественным и качественным совершенствованием способов доступа пользователей к информационным ресурсам;

- обострением противоречий между потребностями общества в информации и чрезмерными или недостаточными ограничениями на ее распространение или использование;

- многообразием видов угроз и возможных каналов несанкционированного доступа к информации;

- ростом числа квалифицированных пользователей вычислительной техники;

- развитием рыночных отношений в области разработки и обслуживания вычислительной техники и программных средств.

В соответствии с архитектурой, технологией и условиями функционирования современных информационных систем дестабилизирующими факторами являются: количественная и качественная недостаточность элементов технологической системы; отказы, сбои, ошибки этих элементов; стихийные бедствия; злоумышленные действия; побочные явления.

Причин нарушения защищенности информации

Источники дестабилизирующих факторов:

1 Люди.

2 Технические устройства.

3- Модели, алгоритмы, программы.

4 Технология функционирования.

5 Внешняя среда.

Типы дестабилизирующих факторов:

1 Количественная недостаточность.

2 Качественная недостаточность.

3 Отказы.

4 Сбои.

5 Ошибки.

6 Стихийные бедствия.

7 Злоумышленные действия.

8 Побочные явления.

Последствия действия дестабилизирующих факторов:

1 Нарушения физической целостности.

2 Несанкционированная модификация.

3 Несанкционированное получение.

4 Несанкционированное размножение.

Понятие коммерческой и производственной тайны и основные нормативные акты, ее защищающие

Представители Министерства внутренних дел во многих странах, совместно с сотрудниками частных промышленных и коммерческих служб безопасности, руководители и служащие отдельных фирм и банков постоянно стремятся к обновлению юридических норм, которые препятствовали бы утечки сведений, составляющих тайну, как в процессе производственной деятельности фирм, так и при взаимодействии с государственными, и в первую очередь, с иностранными учреждениями.