Информационные системы в экономике
1. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ В ЭКОНОМИКЕ
1.1. Основные понятия теории информационных
систем в экономике
Понятия Информация и Система – вынесенные в название курса являются фундаментальными научными понятиями, требующими точных формулировок и пояснений.
Термин информация происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение. С позиции материалистической философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений). Сообщение — это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков. таблиц и т.п. В широком смысле информация - это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.
Распространенным является взгляд на информацию как на ресурс, аналогичный материальным, трудовым и денежным ресурсам. Эта точка зрения отражается в следующем определении. Информация - новые сведения, позволяющие улучшить процессы, связанные с преобразованием вещества, энергии и самой информации.
Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая. Ее отличительная черта - связь с процессами управления коллективами людей организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения обмена и потребления материальных благ и услуг
Экономическая информация - совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере. К экономической информации относятся сведения, циркулирующие в экономической системе о процессах производства, материальных ресурсах, процессах управления производством, финансовых процессах, а также сведения экономического характера, которыми обмениваются между собой различные системы управления.
К экономической информации предъявляются следующие требования: точность, достоверность, оперативность. Точность информации обеспечивает ее однозначное восприятие всеми потребителями. Достоверность определяет допустимый уровень искажения как поступающей, так и результатной информации, при котором сохраняется эффективность функционирования системы. Оперативность отражает актуальность информации для необходимых расчетов и принятия решений в изменившихся условиях.
Система – это совокупность элементов, работающих как единое целое. Каждый элемент в системе при необходимости можно рассматривать в качестве самостоятельных систем. Элементы внутри системы связаны между собой, а через внешнюю среду - с другими системами, прямой и обратной связью.
Все системы, независимо от их природы, обладают рядом общих свойств. Основные свойства системы: целостность, делимость, многообразие элементов и различия их природы, структурированность.
Целостность системы означает, что совокупность элементов, рассматриваемая в качестве системы, обладает общими свойствами, функцией и поведением, причем свойства системы не сводимы к сумме свойств входящих в нее элементов.
Делимость системы означает, что она состоит из ряда подсистем, выделенных по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам. Это свойство особенно важно при анализе: особенностей работы экономических объектов, организации их управленческой деятельности; формирования и движения документопотоков; функционирования центров переработки информации и т.п.
Многообразие элементов системы и различия их природы связаны с функциональными особенностями и автономностью элементов.
Структурированность системы определяет наличие устойчивых связей и отношений между элементами внутри системы, распределение элементов по горизонтали и уровням иерархии.
Эмерджентность - появление новых функций и свойств у системы, которых не было у ее компонентов, т.е. система не сводится к простой сумме элементов.
Внутри системы можно выделить управляющую систему – систему, реализующую функцию управления (н-р, орган управления банком, его управленческий аппарат со своими методами принятия управленческих решений) и управляемую систему (функциональные подразделения банка, его филиалы, обменные пункты, ресурсы банка, в том числе и кадровые, методы обработки информации).
Взаимодействие этих элементов системы осуществляется посредством движения потоков информации. Выделяются прямые информационные связи - приказы и распоряжения, выдаваемые управляющей системой для управления функциональными подразделениями и обратные информационные связи - информация о состоянии объекта.
Для любой экономической системе большое значение имеют функциональные информационные связи с внешней средой, например, с ЦБ, другими банка, фондовыми биржами, налоговой инспекцией, клиентами и т.д.
В результате взаимодействия управляемая система изменяет свое состояние, что фиксируется управляющей системой и используется для генерации нового управляющего воздействия и т.д.
Управление - перевода системы в заранее заданное состояние, путем воздействия на ее элементы.
Существует несколько общих закономерностей и особенностей в процессах управления в системах разной природы, в том числе и в экономических системах:
¨ управление осуществляется путем сбора, обработки и анализа информации. Основная функция любой системы управления – получение информации, ее обработка и определение на основе полученных данных о поведении управляемой системы;
¨ управление может осуществляется только тогда, когда система располагает обратной связью.
|
|
Экономическая информационная система (ЭИС) - это совокупности внутренних и внешних потоков прямой и обратной информационной связи экономического объекта, методов, средств, специалистов, участвующих в процессе обработки информации и выработке управленческих решений.
Автоматизированной информационной системой (АИС) называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства, информационные ресурсы, а также персонал обеспечивающий поддержку динамической информационной модели предметной области для удовлетворения информационных потребностей пользователей.
В автоматизированных ИС часть функций управления и обработки данных выполняется компьютерами, а часть человеком.
Информационные технологии.
1.2. Классификация информационных систем
Информационные системы могут быть классифицированы по множеству признаков в зависимости от потребностей их изучения. Классифицируем информационные системы по характеру использования информации, по характеру обрабатываемых данных, по признаку структурированности задач.
По характеру использования информации информационные системы можно разделить на информационно-поисковые и информационно-решающие системы.
Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Например, информационно-поисковая система в библиотеке, в железнодорожных и авиа кассах продажи билетов.
Информационно-решающие системы осуществляют все операции переработки информации по определенному алгоритму. Среди них можно провести классификацию по степени воздействия выработанной результатной информации на процесс принятия решений и выделить два класса: управляющие и советующие.
Управляющие информационные системы вырабатывают информацию, на основании которой человек принимает решение. Для этих систем характерен тип задач расчетного характера и обработка больших объемов данных. Примером могут служить система оперативного планирования выпуска продукции, система бухгалтерского учета.
Советующие информационные системы вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и не превращается немедленно в серию конкретных действий. Эти системы обладают более высокой степенью интеллекта, так как для них характерна обработка знаний, а не данных.
По характеру обрабатываемых данных выделяют информационно-справочные системы (ИСС) и системы обработки данных (СОД). ИСС выполняют поиск информации без ее обработки. АИСОД осуществляют как поиск, так и обработку информации.
2.3.Классификация информационных систем по признаку структурированности задач. Понятие структурированности задач
При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным — математическим и алгоритмическим описанием решаемых задач. От степени формализации во многом зависят эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации, определяемый степенью участия человека при принятии решения на основе получаемой информации. Чем точнее математическое описание задачи, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи.
Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (не формализуемые) и частично структурированные.
Структурированная (формализуемая) задача — задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними. В структурированной задаче удается выразить ее содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования информационной системы для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т. е. сведение роли человека к нулю. Пример. Реализация задачи расчета заработной платы.
Неструктурированная (неформализуемая) задача — задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи. Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма связано с большими трудностями. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации из разных источников.
В практике работы любой организации существует сравнительно немного полностью структурированных или совершенно неструктурированных задач. О большинстве задач можно сказать, что известна лишь часть их элементов и связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными. В этих условиях можно создать информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком, который будет играть определяющую роль, т.е. автоматизированные информационные системы.
Для решения неструктурированных и частично структурированных задач можно применить подходы: создание управленческих отчетов и разработка альтернативных решений.
Информационные системы, основывающие на создании управленческих отчетов, обеспечивают информационную поддержку пользователя, т.е. предоставляют доступ к информации в базе данных и ее частичную обработку. Процедуры манипулирования данными в информационной системе должны обеспечивать 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 решений, могут быть модельными или экспертными.
Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования.
Основными функциями модельной информационной системы являются:
возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа "как сделать, чтобы?", "что будет, если?", анализ чувствительности и др.;
достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;
оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;
возможность графического отображения динамики модели;
возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.
Экспертная система - это вычислительная система, построенная на основе формализованных эмпирических знаниях высококвалифицированных специалистов о некоторой конкретной проблемной области и которая в пределах этой области способна принимать экспертные решения. В рамках экспертных систем к настоящему моменту есть достижения в таких областях, как медицинская диагностика, геологическая разведка, экономический анализ.
Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернативных решений за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.
3. Структура информационных экономических систем
ИЭС имеют сложную структуру, используют ресурсы нескольких категорий, состоит из отдельных частей, называемых подсистемами. Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку. Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Основные обеспечивающие подсистемы: техническое, математическое, информационное, программное, лингвистическое, организационное, правовое, эргонометрическое.
Техническое обеспечение - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы
Комплекс технических средств составляют:
компьютеры любых моделей;
устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
устройства передачи данных и линий связи;
оргтехника и устройства автоматического съема информации;
эксплуатационные материалы и др.
Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:
общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;
специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;
нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.
Весь компьютерный парк можно условно разделить на РС и высокопроизводительные компьютеры (MainFrame System). Мейнфреймы - архитектура, где есть мощный компьютер - собственно "мэйнфрейм", - на котором работает вся логика, а у пользователей стоят только терминалы. Крупные зарубежные компании и банки не могут работать без больших вычислительных машин класса мейнфрейм. Такое положение остается незыблемым, несмотря на бурное развитие в последнее десятилетие технологий, связанных с использованием персональных компьютеров. Мейнфреймы необходимы для создания больших хранилищ данных и обеспечения доступа к ним. К таким компьютера предъявляются высокие требования к надежности при круглосуточной работе, к защите данных и производительности. К ним относится Tendem Computers.
Для некоторых задач, требующих принятия оперативных решения, например для оценки степени риска и принятия оптимизации операций с ценными бумага необходимо чтобы реакция система на запрос не превышала нескольких минут. Так компьютеры типа MainFrame System при большом объеме информации справляются с задачей за 20 ч а суперкомпьютеры, напрмер, CRAY - 6 мин. А разница между 20ч и 6 мин примерно равна половине стоимости компьютера CRAY.
ИС могут использовать отдельно стоящие компьютеры или вычислительные системы или вычислительные сети различного масштаба. В ИС могут использоваться как универсальные компьютеры, так и специализированные, например так называемая машина баз данных, аппаратным путем реализующая функции реляционной алгебры.
Коммуникационное оборудование ИС обеспечивает взаимодействие компонентов распределенных систем, например, обмен данными между компьютерами сети, а также удаленный доступ к ресурсам.
Математическое и программное обеспечение - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
К средствам математического обеспечения относятся:
средства моделирования процессов управления;
типовые задачи управления;
методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.
В состав программного обеспечения входят системное и прикладное программное обеспечение, а также техническая документация.
Системное программное обеспечение включает операционные системы для используемых аппаратных платформ, различные операционные оболочки, повышающие уровень интерфейса пользователя, системы программирования, программы для работы в сети, системные тесты, программы для администрирования сетей, баз данных.
Прикладное программное обеспечение можно быть типовым и специализированным.
Типовое прикладное программное обеспечение ориентированно на классы задач. Оно может настраиваться на конкретный случай использования. В качестве таких средств используются СУБД, текстовые процессоры, электронные таблицы, программы распознания текста и речи, генераторы отчетов для систем баз данных и др.
Специализированное программное обеспечение создается для конкретной информационной системы или для класса систем, имеющих узкое назначение.
Типовое прикладное программное обеспечение может быть общего назначения или ориентированно на конкретную предметную область, а также ориентированным на конкретную аппаратную платформу или мобильным.
Техническая документация на программные средства должна содержать описание задач, экономико-математическую модель задачи, перечень программных модулей алгоритм программы, список используемых обозначений, , контрольные примеры.
Информационное обеспечение
Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в современном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Информационное обеспечение - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
К лингвистическому обеспечению ИС относится естественные и искусственные языки, а также средства их лингвистической поддержки: словари лексики естественных языков, тезаурусы (специальные словари основных понятий языка, обозначаемых отдельными словами или словосочетаниями, с определенными семантическими отношениями между ними) предметной области, переводные словари и др.
Организационное обеспечение - совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.
Организационное обеспечение реализует следующие функции:
анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;
подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;
разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.
Организационное обеспечение. ЭИС включает в себя собственный аппарат управления, обеспечивающий функционирование и развитие всех подсистем. Его главные функции, состоят в разработке:
разработка правовых норм для работы в условиях компьютеризации;
документации, регулирующей порядок обмена информацией с другими
компьютерными системами, правила выхода из внештатных ситуаций;
Как правило, персонал ЭИС состоит из сотрудников отделов разработки новых задач, внедрения и сопровождения программ и отдела эксплуатации.
Отдел Эксплуатации – обеспечивает безопасность, конфиденциальность и целостность данных (борется с вирусами, сбоями, несанкционированным доступом, разработкой шифров, разрабатывает графики ввода и решения задач и контролирует их;
Следит за работоспособностью техники (профилактика, ремонт).
Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.
Главной целью правового обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.
Эргонометрическое обеспечение
Эргономика / Human Factors
Эргономика (от греч. ergon работа и nomos закон) - научно-прикладная дисциплина, занимающаяся изучением и созданием эффективных систем, управляемых человеком.
Эргономика - отрасль науки, изучающая человека (или группу людей) и его (их) деятельность в условиях производства с целью совершенствования орудий, условий и процесса труда. Основной объект исследования эргономики - системы человек-машина. Эргономика - дисциплина, изучающая движение человека в процессе производственной деятельности, затраты его энергии, производительность и интенсивность при конкретных видах работ. Эргономика исследует не только анатомические и физиологические, но также и психические изменения, которым подвергается человек во время работы. Результаты эргономических исследований используются при организации рабочих мест, а также в промышленном дизайне. Эргономика - отрасль междисциплинарная, черпающая знания, методы иследования и технологии проектирования из следующих отраслей человеческого знания и практики:
·
·
·
·
·
·
·
4. Функции информационных экономических систем
К основным функциям ИС относятся функции сбора и регистрации информационных ресурсов, их хранение, обработка, актуализация, а так же обработка запросов пользователя.
Сбор и регистрация обеспечивает фиксирование информации о состоянии предметной области. Работы выполняется как до основного программно-аппаратного комплекса, так в его среде. Реализация функций зависит от источника информации, в качестве которого могут выступать бумажные носители, электронные, автоматизированные технические системы.
Сбор и регистрация могут осуществляться:
· путем измерений (наблюдений) фактов в реальном мире и ввода данных в систему с помощью клавиатуры или каких-либо манипуляторов;
· полуавтоматически путем ввода в компьютер с некоторых носителей и в случае необходимости их перекодировать (например, при использовании текстов на бумажных носителях или аналоговых аудизаписей);
· автоматический с помощью различного рода датчиков или обмена данными с другими автоматизированными системами.
С этими функциями связана необходимость обеспечения контроля, сжатие, конвертирование информации.
Обеспечение контроля информации – необходимая стадия предварительной обработки данных и подготовки их загрузки в систему, особенно в случаях, когда используются несколько источников данных. Обычно она включает процедуры фильтрации данных, верификации, обеспечение логической целостности, устранение несогласованности, избыточности и различных ошибок, восполнения пропусков, а также другие процедуры направленные на улучшение качества информации.
В результате фильтрации производится отбор нужных данных из множества имеющихся в распоряжении. Верификации призвана обеспечивать достоверность и логическую целостность информации. При выполнении данной функции устанавливается, адекватна ли или информация предметной области.
На разных операциях могут применяться различные методы контроля, существуют методы, применимые ко многим операциям, наиболее применимые:
·
·
·
·
Способами реализации могут быть:
·
·
·
·
·
В значительной мере контроль достоверности информации возлагается на персонал и привлекаемых к этой работе экспертов. В СУБД за достоверность данных несет ответственность администратор данных. Проверка логической целостности данных может осуществляться на стадии их предварительной обработки, а также непосредственно при вводе в систему. В СУБД для этих целей есть специальные механизмы проверки целостности, объявленной в базе данных. Такая же процедура осуществляется при обновлении состояния баз данных. Проверку целостности документов, используемых в Интернет, могут выполнять Web-браузеры, если для документа задано описание.
Выбор конкретных обеспечения верификации зависит от характера, качества, источников данных, видов ограничения целостности.
В некоторых ИС информация хранится в сжатом виде. Сжатие информации минимизирует потребность во внешней памяти, нужной для хранения, а также снижает затраты на передачу данных по каналам связи.
Конвертирование данных при вводе в систему используется для преобразования одного формата данных в другой, допускающий автоматизированный импорт их в ИС. Конвертирование данных необходимо в случаях, когда источником данных является некоторая другая система. Для конвертирования используются специальные программы конверторы.
Хранение и накопление информации вызвано необходимостью многократного использования одни и те же данные при решении задач. Для хранения и поиска информации используются технологии баз данных.
Актуализация информационных ресурсов. Для того, чтобы информация была практически полезной, необходимо своевременно и адекватно отображать в ней изменения состояния предметной области. Актуализация информации в реляционных СУБД сводится к включению и/или удалению строк в таблицах баз данных, обновлению значений некоторых реквизитов. В случаях изменения структуры предметной области системы, актуализация информации заключается в изменении схемы базы данных – добавлении или удалении существующих столбцов таблиц, в создании новых таблиц и удалении существующих таблиц.
В информационно-справочные системах актуализация информации осуществляется путем ввода в систему новых документов, реже удалением существующих.
Актуализация информации в ИС производится дискретно, через определенные интервалы времени. Актуализация информации, т.о., обеспечивается с некоторым отставание во времени. Это отставание в различных ИС изменяется в широком диапазоне и зависит от назначения системы и особенностей ее предметной области. В информационных системах управления сложными техническими объектами, например в системе управления космическими полетами, временной лаг измеряется в миллисекундах. В корпоративных ИС может составлять от нескольких минут до нескольких часов.
Для того чтобы ИС соответствовала своему назначению необходимо соблюдать установленный для нее регламент актуализации.
Предоставление информационных ресурсов пользователю. Все выше описанные операции необходимы для удовлетворения информационных потребностей пользователей.
Существует две технологии предоставления информации пользователю: pull-технология и/ или push-технология.
В случае pull-технологии – инициатором предоставления информации выступает пользователь, а push-технология сама система, в соответствие с регламентом и для определенного круга пользователей.
Для предоставления информации по pull-технологии в ИС предусматриваются пользовательские интерфейсы. Пользовательские интерфейсы – средства взаимодействия пользователя с системой.
При этом пользователь может влиять на последовательность применения тех или иных технологий. С точки зрения влияния пользователя на последовательность операций в процессе функционирования ИЭС, интерфейсы могут быть разделены на пакетные и диалоговые.
Экономические задачи, решаемые в пакетном режиме, характеризуются следующими свойствами:
·
·
·
·
· регламентность, т.е. задачи решаются с заданной периодичностью.
Диалоговый режим не является альтернативой пакетному режиму, а его развитием. Если применение пакетного режима позволяет уменьшить вмешательство пользователя в процесс решения задачи, то диалоговый режим предполагает отсутствие жестко закрепленной последовательности операций обработки данных.
Примером push-технологии может служить рассылка информации среди пользователей Интернет.
Рассмотренные выше функции не исчерпывают всех функций ИС.
Экономическая информационная система по своему составу напоминает предприятие по переработке данных и производству выходной информации. Методы и способы реализации функции ИС (сбора, накопления, хранения, поиска и обработки информации на основе применения средств вычислительной техники) называются информационной технологией.
Информационные технологии должны быть выстроены в последовательность действий, позволяющую из исходной информации получить результат с заданной достоверностью и безопасностью.
Упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения информации до получения результата, называется технологическим процессом.
Понятие информационной технологии, таким образом, неотделимо от той специфической среды, в которой она реализована, т.е. от технической и программной Среды.
Тема 2. Проектирование информационных систем в экономике
1. Принципы проектирования ИСЭ
2. Понятие открытой системы
3. Понятие жизненного цикла ИС. Этапы проектирования
4. Методы и способы проектирования ИС
1. Принципы проектирования ИСЭ
Под проектированием автоматизированных экономических информационных систем понимается процесс разработки технической документации, связанный с организацией системы получения и преобразования исходной информации в результативную, т.е. с организацией автоматизированной информационной системы. Документ, полученный в процессе проектирования, носит название проект. Под проектированием автоматизированных экономических информационных систем понимается процесс разработки технической документации, связанный с организацией системы получения и преобразования исходной информации в результатную, т.е. с организацией автоматизированной информационной технологии. Документ, полученный в результате проектирования, носит название проект. Целью проектирования является подбор технического и формирование информационного, математического, программного и организационно-правового обеспечения.
Успешная работа ИЭС в первую очередь определяется качеством проектирования, именно при проектировании создается система, способная функционировать при постоянном ее совершенствовании.
Проектирование и функционирование экономических систем основывается на системотехнических принципах, отражающих важнейшие положения общей теории систем, системного проектирования и др. наук, обеспечивающих надежность эксплуатации и экономичность, как при проектировании, так и при использовании систем.
Принцип системности или системный подход. Суть в том, что каждое явление рассматривается во взаимосвязи с другими. Системный подход сосредотачивает внимание на объекте как на едином целом, а не на его частях, как бы совершенно они не выполняли свои функции. Системный подход связан с общей активностью системы для достижения цели. Основные этапы формирования системы:
определение цели;
определение требований к системе (определение границ объекта);
определение функциональных подсистем, их структуры и задач в общей системе управления;
выявление и анализ связей между подсистемами;
установление порядка функционирования и развития всей системы в целом.
Непрерывное развитие экономических информационных систем (ЭИС) - предусматривает, при создании ИТ должно быть заложена возможность быстрого и без больших затрат на перестройку изменения и наращивания ИТ при изменении и развитии объекта.
Совместимость - предполагает возможность взаимодействия ЭИС различных уровней и видов в процессе их совместного функционирования.
Стандартизация и унификация - предполагает использование типовых, унифицированных и стандартных решений при создании и развитии ЭИС ( типовых программных продуктов, унифицированной документации, техники).
Принцип эффективности – рациональное соотношение между затратами на создание и эксплуатацию и эффектом от функционирования создаваемой системы.
Интеграция – это объединение в единый технологических процесс процедур сбора передачи, накопления, хранения информации и процедур формирования управленческих решений.
Автоматизация информационных потоков и документооборота, достигаемая путем использования технических средств сбора, регистрации, обработки данных, создания первичных и результативных документов, а также средств передачи данных на любые расстояния.
2.1 Понятие открытой системы
Выбор технологий и стандартов при разработке системы решение, определяющее успех применения системы, возможности реинжиниринга, срок службы, переход впоследствии на новые более прогрессивные технологии.
Термин «реинжиниринг» был введен ведущими американскими специалистами в области консалтинга Майклом Хаммером (Michael Hammer) и Джеймсом Чампи (James Champy).
Реинжиниринг - это перестройка (перепроектирование) деловых процессов для достижения радикального, скачкообразного улучшения деятельности фирмы. Это - комплексное изменение действующих бизнес процедур и перепланирование операций, направленное на кардинальное снижение затрат, повышение качества продукции и более полное удовлетворение запросов потребителей.
Квалифицированные разработчики ИС ориентируются на стандарты открытых систем. Открытыми называются системы, которые могут развиваться за счет технических и/ или программных средств, созданных на основе технологии, удовлетворяющих требованиям международных стандартов. Главное преимущество открытых систем в том, что они обеспечивают интероперабельность технических и программных средств различных производителей, то есть совместное их использование в едином проекте. Следование стандартам позволяет обеспечить интероперабельность как системных компонентов, так и различных взаимодействующих систем, межплатформенную совместимость программного обеспечения, приложений и данных в технологиях баз данных и т.д.
Существуют стандарты на операционные системы, языки программирования, сетевые протоколы и т.д. Для достижения совместимости следует использовать минимальный набор стандартных средств. Отсутствуют стандарты на наиболее современные и продвинутые решения (их не успевают стандартизировать).
2. Понятие жизненного цикла ИС. Этапы проектирования
Одним из базовых понятий методологии проектирования ИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО – это непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости его создания и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две основные модели ЖЦ:
каскадная модель (70-85 г.г.);
спиральная модель (86-90 г.г.).
Использование каскадной модели ЖЦ предполагает, что весь процесс проектирования разбивается на этапы. Переход с одного этапа на следующий этап происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем этапе. Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.
Положительные стороны применения каскадного подхода заключаются в следующем:
·
·
Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении ИС, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования. Однако что реальный процесс создания ИС редко умещался в заданную схему, зачастую возникала потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений.
Основным недостатком каскадного подхода является существенное запаздывание с получением результатов. Согласование результатов с пользователями производится только в точках, планируемых после завершения каждого этапа работ, требования к ИС зафиксированы на все время ее создания. Таким образом, пользователи могут внести свои замечания только после того, как работа над системой будет полностью завершена. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ИС, пользователи получают систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением.
Для преодоления перечисленных проблем была предложена спиральная модель ЖЦ, делающая упор на начальные этапы ЖЦ: анализ и проектирование. На этих этапах реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.
Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, до полного завершения работы на текущем этапе. При таком подходе недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача - как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт, тем самым, активизируя процесс уточнения и дополнения требований.
Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена.
Основные этапы проектирования: предпроектное обследование, проектирование (технический проект, рабочий проект), ввод системы в действие, промышленная эксплуатация.
Предпроектное обследование.
· Определение стратегия
Определение стратегии предполагает обследование системы. Основная задача обследования — оценка реального объема проекта, его целей и задач, а также получение определений сущностей и функций на высоком уровне.
. Необходимо получить как можно более полную информацию о системе (полное и однозначное понимание требований заказчика). Как правило, информация о системе может быть получена в результате бесед или семинаров с руководством, экспертами и пользователями. Таким образом определяются суть данного бизнеса, перспективы его развития и требования к системе. По завершении основной стадии обследования системы технические специалисты формируют вероятные технические подходы и приблизительно рассчитывают затраты на аппаратное обеспечение, закупаемое программное обеспечение и разработку нового программного обеспечения (что, собственно, и предполагается проектом). Результатом этапа определения стратегии является документ, где четко сформулировано, что получит заказчик, если согласится финансировать проект; когда он получит готовый продукт (график выполнения работ); сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на разных этапах работ). В документе должны быть отражены не только затраты, но и выгода, например время окупаемости проекта, ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).
В документе обязательно должны быть описаны:
ограничения, риски, критические факторы, влияющие на успешность проекта, например время реакции системы на запрос является заданным ограничением, а не желательным фактором;
совокупность условий, при которых предполагается эксплуатировать будущую систему: архитектура системы, аппаратные и программные ресурсы, предоставляемые системе, внешние условия ее функционирования, состав людей и работ, которые обеспечивают бесперебойное функционирование системы;
сроки завершения отдельных этапов, форма сдачи работ, ресурсы, привлекаемые в процессе разработки проекта, меры по защите информации;
описание выполняемых системой функций;
будущие требования к системе в случае ее развития, например возможность работы пользователя с системой с помощью Интернета и т.п.;
сущности, необходимые для выполнения функций системы;
интерфейсы и распределение функций между человеком и системой;
требования к программным и информационным компонентам ПО, требования к СУБД (если проект предполагается реализовывать для нескольких СУБД, то требования к каждой из них, или общие требования к абстрактной СУБД и список рекомендуемых для данного проекта СУБД, которые удовлетворяют заданным условиям);
что не будет реализовано в рамках проекта.
Выполненная на данном этапе работа позволяет ответить на вопрос, стоит ли продолжать данный проект и какие требования заказчика могут быть удовлетворены при тех или иных условиях. Может оказаться, что проект продолжать не имеет смысла, например из-за того, что те или иные требования не могут быть удовлетворены по каким-то объективным причинам. Если принимается решение о продолжении проекта, то для проведения следующего этапа анализа уже имеются представление об объеме проекта и смета затрат.
· Анализ
Этап анализа предполагает подробное исследование бизнес -процессов (функций, определенных на этапе выбора стратегии) и информации, необходимой для их выполнения (сущностей, их атрибутов и связей (отношений)). На этом этапе создается информационная модель, а на следующем за ним этапе проектирования — модель данных.
Вся информация о системе, собранная на этапе определения стратегии, формализуется и уточняется на этапе анализа. Особое внимание следует уделить полноте переданной информации, анализу информации на предмет отсутствия противоречий, а также поиску неиспользуемой вообще или дублирующейся информации. Как правило, заказчик не сразу формирует требования к системе в целом, а формулирует требования к отдельным ее компонентам. Уделите внимание согласованности этих компонентов.
Аналитики собирают и фиксируют информацию в двух взаимосвязанных формах:
функции — информация о событиях и процессах, которые происходят в бизнесе;
сущности — информация о вещах, имеющих значение для организации и о которых что-то известно.
Двумя классическими результатами анализа являются:
иерархия функций, которая разбивает процесс обработки на составные части (что делается и из чего это состоит);
модель "сущность-связь" (Entry Relationship model, ER-модель), которая описывает сущности, их атрибуты и связи (отношения) между ними.
Этап проектирования. Технический проект. На этом этапе создается собственно проект АИС на бумаге, выбираются и обосновываются проектные решения по каждому из основных компонентов (техническом, программном, информационном обеспечении и т.д.).
проектирование архитектуры системы, включающее разработку структуры и интерфейсов ее компонент (автоматизированных рабочих мест), согласование функций и технических требований к компонентам, определение информационных потоков между основными компонентами, связей между ними и внешними объектами;
детальное проектирование, включающее разработку спецификаций каждой компоненты, разработку требований к тестам и плана интеграции компонент, а также построение моделей иерархии программных модулей и межмодульных взаимодействий и проектирование внутренней структуры модулей
Этап проектирования. Технический проект.. Рабочий проект.
Разработка и отладка программ;
Корректировка структур баз данных;
Разработка должностных инструкций;
Наполнение системы фактическими данными;
построение процедур их обработки;
интеграция процедур внутри автоматизированных рабочих мест;
интеграция автоматизированных рабочих мест в систему.
Этап проектирования. Ввод системы в действие.
Подготовка к внедрению: установка и ввод в эксплуатацию технических средств, обучение персонала, загрузка баз данных
Проведение опытной эксплуатации – отладка взаимодействия различных частей системы.
Сдача в промышленную эксплуатацию. Повседневное функционирование системы; обслуживание и администрирование.
4. Методы проектирования ИС
В настоящее время в отечественной практике организации проектирования экономических информационных систем существует два подхода:
· программистов, входящие в состав подразделений самого предприятия;
· в создании, продаже и сопровождении программных продуктов в конкретной предметной области (банковских автоматизированных систем, автоматизированных систем страхования, автоматизации работ валютной, фондовой или торговой бирж и т.д.).
Причины, толкающие предприятия и банки разрабатывать свои АИС собственными силами следующие:
·
· бизнес - процессы данного предприятия или банка, сложившиеся технологии управления;
·
· правил игры на рынке.
Вместе с тем при собственной разработке необходимо решить целый комплекс сложных организационно-технических задач, которые позволили бы избежать ошибочных решений:
· профессиональные СУБД. По экспертным оценкам собственные разработки АИС в 53% базируются на СУБД Oracle, около 15% на Informix, 22% - другие СУБД.
· Delphi, Designer2000, Developer2000, SQL-Stations и т.п.);
·
· интернет;
·
Только при соблюдении этих основных положений можно рассчитывать, что собственная разработка окажется конкурентной и эффективной.
В банковских структурах есть осознание необходимости внедрения и развития корпоративных информационных систем, как одной из основных компонент стратегического развития бизнеса. В настоящее время только 15% автоматизированных банковских систем (АБС) созданы кустарным путем, и число таких систем сокращается.
Поиск рациональных путей проектирования ведется по следующим направлениям:
·
·
·
Типовое проектное решение (ТПР) в области АИС представляет комплект технической документации, содержащий проектные решения по части объекта проектирования, включая программные средства и предназначенный для многократного применения в процессе разработки, внедрения и функционирования АИС с целью уменьшения трудоемкости разработки, сроков и затрат на создание АИС.
ТПР разрабатывают для однородных объектов управления, для которых создание ТПР АИС является экономически целесообразным. ТПР является результатом работы по типизации, заключающейся в приведении к единообразию по установленным признакам наиболее рациональных индивидуальных (нетиповых) проектных решений, объединяемых областью применяемости и общими требованиями к ним.
При использовании ТПР проводиться его экспертизу с целью оценки научно-технического уровня, удовлетворения информационных потребностей объекта управления; соответствия требованиям действующих стандартов, результатов его применения в проектах конкретных системах.
Примеры ППП:
· Бэст», «Инфо- Бухгалтер»;
· обеспечивание «Гарант», «Консультант»;
· фиры, организации» (производитель фирма ИНЕК;
· Инфософт.
Решение экономических задач с последующей привязкой ППП к конкретным условиям внедрения и функционирования предполагает формирование единого информационного процесса путем подбора нескольких пакетов различных производителей, который в наибольшей степени соответствует бизнес стратегии предприятия.
Автоматизированных систем проектирования – быстроразвивающийся путь ведения проектных работ. За последнее десятилетие появился класс программно-технологических средств CASE-средств, реализующих CASE-технологию создания и сопровождения АИС. Термин CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в весьма широком смысле. Первоначальное значение термина CASE, ограниченное вопросами автоматизации разработки только лишь программного обеспечения (ПО), в настоящее время CASE-средства охватывают процесс разработки сложных АИС в целом. Теперь под термином CASE-средства понимаются программные средства, поддерживающие процессы создания и сопровождения АИС, включая анализ и формулировку требований, проектирование прикладного ПО и баз данных, генерацию программного кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы.
CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих диаграммы или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.
По результатам анкетирования более 1000 американских фирм, CASE-технология в настоящее время попала в разряд наиболее стабильных информационных технологий (ее использовала половина всех опрошенных пользователей более чем в трети своих проектов, из них 85% завершились успешно). Однако, несмотря на все потенциальные возможности CASE-средств, существует множество примеров их неудачного использования. CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он может быть получен только спустя какое-то время.
Пользователи CASE-средств должны быть готовы к необходимости долгосрочных затрат на эксплуатацию, частому появлению новых версий и возможному быстрому моральному старению средств, а также постоянным затратам на обучение и повышение квалификации персонала.
Несмотря на все высказанные предостережения и некоторый пессимизм, грамотный и разумный подход к использованию CASE-средств может преодолеть все перечисленные трудности. Успешное внедрение CASE-средств должно обеспечить такие выгоды как:
·
·
·
CASE-средства. Общая характеристика и классификация
Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО.
В разряд CASE-средств попадают как относительно дешевые системы для персональных компьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами.
Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее один или несколько процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:
·
·
· репозитория).
Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты;
· репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;
·
·
·
·
·
·
· реинжиниринга.
Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям:
· tools),
· toolkit)
· репозиторием.
Помимо этого, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:
применяемым методологиям и моделям систем и БД;
степени интегрированностию с СУБД;
доступным платформам.
Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы:
· Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPwin (Logic Works));
· Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE.Аналитик (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;
· ним относятся ERwin (Logic Works), S-Designor (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;
· Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и частично - в Silverrun;
· реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne)).
Вспомогательные типы включают:
средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.);
средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));
средства тестирования (Quality Works (Segue Software));
средства документирования (SoDA (Rational Software)).
На сегодняшний день Российский рынок программного обеспечения располагает следующими наиболее развитыми CASE-средствами:
Vantage Team Builder (Westmount I-CASE);
Designer/2000;
Silverrun;
ERwin+BPwin;
S-Designor;
CASE.Аналитик.
Существуют два основных способа проектирования структурное и объектное - ориентированное проектирование. Сущность структурного подхода к разработке ИС заключается в ее декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны. При разработке системы "снизу-вверх" от отдельных задач ко всей системе целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.
Объектное - ориентированное проектирование предполагает объектную декомпозицию системы. Объект - это реально существующая сущность, имеющая важное функциональное назначение в данной предметной области. Объект характеризуется структурой, состоянием, четко определяемым поведением. Состояние объекта определяется перечнем всех возможных (обычно статических) свойств и текущими значениями (обычно динамическими) каждого из этих свойств. Свойства объекта характеризуются значениями его параметров.
Нельзя сложную систему конструировать одновременно двумя способами. Можно начинать декомпозицию либо по функциям, либо по объектам, а затем попытаться рассмотреть проблему с другой точки зрения.
Объектно–ориентированный подход в проектировании имеет ряд преимуществ перед структурным:
объектно – ориентированные системы более гибкие и проще эволюционируют во времени.
объектная декомпозиция уменьшает размер программ за счет повторного использования общих механизмов.
. Вычислительные сети
1. Глобальные и локальные сети
2. Преимущества ЛВС
3. Состав ЛВС
4. Основные типы ЛВС
5. Топология ЛВС
6. Передача данных в сети
7. Программное обеспечение ЛВС
(df) Сеть - это два или более компьютеров, соединенных для передачи данных или разделения оборудования.
Первые сети состояли из компьютеров не имеющих жестких дисков и подключенных к центральному компьютеру с жестким диском.
Вычислительные сети классифицируются по охватываемой ими территории, что в свою очередь определяет их средства технической реализации. Глобальные сети строятся на уникальных многомашинных комплексах и уникальных системах передачи данных на большие расстояния с разветвленными каналами связи (спутниковыми, телеграфными, телефонными, оптико-волоконными и т.д.). По объему охвата территории различают региональные, государственные, межгосударственные, по назначению - универсальные и специализированные. Специализированные, н-р, SWIFT, универсальные - Интернет.
Локальные вычислительные сети (ЛВС) действуют на ограниченной территории, относятся к одной организации. В ЛВС соединяются ПК с помощью кабеля. ГС - дороги, затраты на ЛВС значительно ниже. Основная функция ГС - передача различных видов информации (текстовой, графической звуковой) на расстояние.
2. Преимущества ЛВС
ЛВС имеют ряд преимуществ перед автономными рабочими местами:
использование обшей базы данных позволяет получить актуальную информацию;
территориально разбросанные пользователи могут оперативно обмениваться информацией;
совместное использование машинных ресурсов и доступ к дорогостоящим периферийным устройствам (быстродействующим принтерам, графопостроителям, факсимильным устройствам связи);
в случае отказа одной ЭВМ ее функции может взять на себя другая.
3. Состав ЛВС
Основными компонентами ЛВС являются:
Серверы, рабочие станции, платы интерфейса сети, кабели .
Серверы - аппаратно-программные системы. они управляют распределением сетевых ресурсов общего доступа. Аппаратным средством обычно является мощный ПК, мини-ЭВМ, большая ЭВМ или компьютер, спроектированный специально как сервер. ЛВС может иметь несколько серверов для управления своими ресурсами, однако должен быть хотя бы один Файловый сервер , или сервер баз данных. Он управляет внешними запоминающими устройствами общего пользования и позволяет организовать распределенную обработку данных, т.е. рационально распределить работу между компьютерами, н-р, если имеется большая база данных, она располагается на файловом сервере. Для работы организуется доступ к данных из других компьютеров, подключенных в сеть. Для эффективной работы разумней будет обращаться не за каждой записью отдельно к файловому серверу, а выбор и предварительную обработку предоставить файловому серверу, а окончательную обработку производить на менее мощном компьютере.
Рабочие станции - как правило, ПК, на которых реализуются прикладные программы. Требования к компьютерам подключаемым к сети в качестве рабочих станций, определяются изходя из тех задач, которые они решают. Для рабочих станций в сети могут не потребоваться ни винчестер, ни гибкий диск. Преимущества бездисковой рабочей станции: снижение стоимости затрат самой станции, исключение опасности заражения вирусами - нет гибкого диска, нет и возможности занести вирус, кроме того обеспечивается защита информации от несанкционированного копирования. Пользователи не смогут скопировать информацию с сервера, т.к. ее некуда будет записать.
Платы интерфейса сети, или сетевой адаптер - специальное устройство, которое должно быть установлено в компьютере для обеспечения его подключения в сеть. Платы вставляются в свободное гнездо материнской платы компьютера и работают под управлением специального драйвера, загружаемого в этот ПК. Для сервера необходим сетевой адаптер большей производительности, чем для рабочей станции, поскольку сервер обрабатывает большой поток информации.
Сетевой кабель - это проводник соединяющий компьютеры в сети. На обоих концах кабеля имеются разъемы. Все кабели подключаются к концентратору, или хабу. Концентратор - многопортовое устройство, к которому подключаются сетевые кабели. К каждому концентратору подключается восемь или более кабелей, образуя небольшую сеть. Сетевой кабель должен соответствовать сетевому адаптеру. Наиболее часто применяется в сети и дает хорошие результаты применение коаксиального кабеля. Коаксиальный кабель применяется в кабельном телевидении. Витая пара: центральный проводник окружен изолятором, поверх которого находится металлическая оплетка, снаружи оплетка покрыта изолирующим материалом.
Для надежной работы сети, сохранности данных, в сеть должно включаться устройство бесперебойного питания (УБП). УБП используется для временного питания сервера в случае отключения электричества. УБП подключается к серверу через специальный адаптер. Когда происходит сбой по питанию, УБП выдает сигнал серверу, по которому сервер завершает свою работу, причем все потери данных полностью исключены.
Основное требование к УБП - обеспечиваемая им мощность, не может быть меньше мощности потребляемой подключенным к нему сервером.
4. Основные типы ЛВС
В зависимости от способа организации различают двухуровневые (централизованные) и одноуровневые (децентрализованные, одноранговые, равноправные). В двухуровневых сетях выделяются одна или несколько машин для управления обменом данными, т.е. используются серверы.
Диски серверов доступны всем компьютерам сети. На серверах работает сетевая операционная система. Обычно это мультизадачная операционная система.
Остальные компьютеры (рабочие станции) имеют доступ к дискам сервера и совместно используемым устройствам. С рабочих станций нельзя работать с дисками других рабочих станций. С одной стороны это хорошо - нельзя случайно повредить чужие данные, с другой – для обмена данными пользователь должен использовать диски сервера, создавая для него дополнительную нагрузку. Однако, существуют специальные программы, работающие в двухуровневых сетях и позволяющие передавать данные от одной рабочей станции к другой.
На рабочих станциях устанавливают специальное программное обеспечение, которое называется сетевой оболочкой.
Серверы могут быть выделенные и невыделенные. Выделенный сервер
не используется как рабочая станция и выполняет только задачи управления сетью. Невыделенный сервер кроме управления сетью выполняет обычные пользовательские программы. Использование невыделенного сервера снижает производительность и надежность сети в целом, так как ошибка в пользовательской программе, запущенной на сервере, может привести к остановке работы всей сети. Поэтому рекомендуется применять выделенные серверы.
Существуют различные сетевые операционные системы, ориентированные на работу в двухуровневых сетях. Самые известные из них - Novell NetWare, а также сетевая операционная система VINES на базе операционной системы Unix .
Одноуровневые сети не имеют сервера - функции управления передаются по очереди от одной рабочей станции к другой. как правило, рабочие станции имеют доступ к дискам и принтерам других рабочих станций. Такой подход облегчает совместную работу пользователей, но в целом производительность сети понижается.
Применение одноранговых сетей эффективно, если ведется интенсивный обмен информацией между рабочими станциями или основная функция сетей совместное использование периферийных устройств. Одноранговые сети дешевле и проще в обслуживании.
5. Топология ЛВС
Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация соединений отдельные компонентов сети. Топология влияет на производительность сети и ее надежность в эксплуатации. Топология типа "звезда" на рис.1.
|
|
|
|
ФС |
|
РС |
Рис. 1
Каждая рабочая станция подключается к к серверу отдельным кабелем. Пропускная способность такой сети определяется мощностью сервера, Скорость передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях. Наиболее известна сеть с "звездной" топология Arcnet фирмы Datapoint Corp. Получила распространение, в основном благодаря дешевизне оборудования.
Кольцевая топология - рабочие станции связаны друг с другом последовательно: 1-ая станция со 2-ой, 2-ая с 3-ей и т.д. Последняя РС связана с первой. Рис.2.
|
|
|
Рис. 2.
Шинная (горизонтальная) топология. Рис. 3.
Эту топологию также называют магистральной, так как РС подключаются к одному каналу связи. Это наиболее скоростная топология. Каждое сообщение может приниматься всеми станциями, любая станция может передать сообщение любой другой. Функционирование сети не зависит от состояния отдельной РС.
Данная топология наиболее распространена. Представитель сетей с шинной топологией сеть ETHERNET фирмы NOVELL.
|
|||||
|
|
||||
|
|||||
|
|||||
|
|||||
Рис. 3.
Древовидная топология 0.(Рис. 5.4.) ДТ - представляет собой комбинацию из выше названных топологий и называется вертикальной или иерархической. Основание дерева располагается в главной точке сети,
где установлен файл-сервер, к нему ведут все коммутационные линии (ветви дерева). Для подключения большого числа РС применяются коммутаторы. Коммутаторы, используемые только для разветвления называются пассивными, коммутаторы кроме этого усиливающие сигнал называются активными. Недостатки : надежность работы сети зависит полностью от файл-сервера. При большом количестве РС снижается пропускная способность сети.
---------¬
¦ ФС ¦
L---T-----
----+----¬
----------------------+ АК ¦
¦ --------+ ¦
------+---¬ ¦ L---T-----
¦ РС ¦ ¦ ¦
L---------- -------+------¬ ¦
¦ РС ¦ ¦ Рис. 5.4.
L-------------- ¦
--------+-----¬
¦ ПК ¦
LT------T---T--
-------- ¦ L-------------¬
------+-----¬-------+------¬ ---------+-----¬
¦ РС ¦¦ РС ¦ ¦ РС ¦
L------------L-------------- L---------------
6. Передача данных в сети
На начальной стадии создания сетей из пользователи столкнулись с проблемой совместимости различных компонентов сетей и различных подходов к пониманию логики обмена данными и определении методов подключения данных. При необходимости использования в одном узле сети изделий различных фирм возникали не стыковки. Для каждого пользователя разрабатывалась своя модель сети.
Для единого представления данных в линиях связи по которым передается информация была разработана базовая модель взаимодействия открытых систем - OSI (Open Systems Interconnetion. Основная идея этой модели заключается в том, весь процесс передачи данных разбивается на 7 уровней, благодаря чему общая задача передачи данных расчленяется на отдельные более легко обозримые и формализуемые задачи.
Для каждого уровня разработаны соответствующие стандарты. Каждый уровень использует ниже расположенные уровни, также обслуживает вышестоящие уровни. Данные как бы передаются от уровня к уровню. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше и ниже стоящими уровнями называются протоколами. Уровни модели OSI:
уровень 1 - физический определяет электрические, механические и процедурные параметры для физической связи в системах. Это характеристики к кабелям разъемам, характеристики сигналов;
уровень 2 - канальный управляет передачей данных между двумя узлами сети, формируется информация, поступающая с первого уровня, обрабатываются ошибки;
уровень 3 - сетевой, устанавливает связь между абонентами, занимается маршрутизацией ;
уровень 4 - транспортный, осуществляет непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими процессами пользователей;
уровень 5 - сеансовый, координирует прием, передачу данных в одном сеансе данных, проверкой прав доступа к сетевым ресурсам;
уровень 6 - представительный, занимается интерпретация передаваемых данных, определяет форматы данных, алфавиты , коды представления специальных и графических символов, используется для преобразования кадров данных, передаваемых по сетям, в экранный формат и формат печатного устройства;
уровень 7 - прикладной, пользовательское управления данными, пользователю представляется переработанная информация.
7. Программное обеспечение ЛВС
Любая вычислительная система работает под управлением операционной системы. Сетевая операционная система - комплекс программ, организующих работу сети, обеспечивающую передачу данных между компьютерами и распределяющих вычислительные и коммутационные ресурсы между задачами и пользователями.
Сетевая ОС должна обеспечивать для пользователя стандартный и удобный доступ к сетевым ресурсам.
Сетевое программное обеспечение состоит из нескольких компонентов:
платформа сервера (операционная система сервера) ;
прикладные программы сетевых служб;
программы обеспечения связи рабочих станций.
Эти компоненты, взаимодействуя, организуют сетевую среду, которая обеспечивает пользователю доступ к сетевым средствам.
Платформа сервера - обеспечивает выполнение основных функций сети, таких как поддержка файловой системы, управление памятью, планирование задач.
Прикладные программы сетевых служб - выполняются в среде платформы сервера, обеспечивают дополнительные функции, например, блокирование записей и файлов. А также поддержание запросов языка SQL к совместно используемому серверу баз данных.
Программы обеспечения связи рабочих станций (коммутационные программы) - обеспечивают связь между операционной системой рабочей станции и сетевой операционной системой, поддерживают протоколы связи, передает запросы по сети и принимает ответы.
Коммутационные программы устанавливаются на рабочих станциях пользователя вместе с операционными системами рабочих станций. Пользователь получает прямой доступ к ресурсам системы используя сетевые команды.
Наиболее известной в мире и самой распространенной в России является сетевая операционная система NetWare фирмы Novell.
В мире фирма Novell занимает более 60% рынка, а России почти
Данная операционная система обеспечивает высокую производительность сети и сохранность информации.
ТЕХНОЛОГИИ БАЗ ДАННЫХ
Технологии баз данных одна из наиболее востребованных технологий в практической разработке информационных систем, сформирована широкая сфера самых разнообразных приложений систем баз данных.
В данной главе рассмотрим основные понятия теории баз данных, важнейшие характеристики современного состояния технологии баз данных, перспективные направления их развития.
База данных (БД) - совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе сведениях о различных сущностях одной предметной области (реальных объектах, процессах, явлениях или событиях), обеспечивающая наличие такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений или пользователей;
Одним из основных свойств баз данных можно считать независимость данных от использующих их прикладных программ. Под независимостью данных подразумевается то, что изменения в данных не приводит к изменению программ. Разработка программ длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому при возникновении потребности модифицировать структуру данных, необходимости сохранять уже созданные прикладные программы.
Для обеспечения действительной независимости данных (хотя полностью независимые данные бывают очень редко) предлагается создавать структуры двух видов: логические и физические. Логические структуры описывают, как данные представляются прикладному программисту или пользователю данных. Физические структуры определяют способ физической записи данных на внешней памяти. Логические структуры могут не совпадать с физическими. Программное обеспечение преобразует логические структуры в физические.
Системы управления базами данных (СУБД) - это программные средства, предназначенные для ввода, наполнения, удаления, фильтрации и поиска данных.
Фундаментом технологий баз данных является модель данных, на которой базируется конкретная СУБД. Модель описывает набор понятий и признаков, которыми должна обладать конкретная СУБД и управляемые ими базы данных, если они основываются на этой модели. Наличие такой модели позволяет сравнивать конкретные реализации СУБД и оценивать их соответствие модели.
История создания и развития СУБД насчитывает около сорока лет. За этот период были разработаны многочисленные модели данных, прежде всего это сетевые, иерархические, реляционные и объектные модели данных. Сетевые и иерархические модели в настоящее время считаются устаревшими, но существует множество баз данных созданных на их основе и требующих поддержания их работы.
Одним из крупнейших достижений в этой области является создание реляционной модели данных и базирующейся на ней теории реляционных баз данных, которая позволила получить важные результаты для развития теории баз данных. Как отмечают многие исследователи, своим успехом реляционная модель данных во многом обязана, в первую очередь тому, что опиралась на строгий математический аппарат теории множеств, отношений и логики первого порядка. Разработчики любой конкретной реляционной системы считали своим долгом показать соответствие своей конкретной модели данных общей реляционной модели, которая выступала в качестве меры "реляционности" системы. Существует широкий спектр реляционных СУБД для приложений различного масштаба. Разработан международный стандарт языка запросов SQL, ставший универсальным интерфейсом коммерческих реляционных СУБД. По оценкам специалистов, примерно 99% мирового рынка баз данных занимают в настоящий момент реляционные СУБД. Несмотря на то, что подавляющее большинство приложений базируется на реляционной технологии, их роль начинает ослабевать.
Вместе с тем в последние годы четко обозначилась тенденция развития СУБД в объектном направлении. Объектная (объектно-ориентированная) модель на не противоречит реляционной модели данных, а дополняет и развивает последнюю (точнее сказать — реляционная модель является частным случаем объектной формы представления данных). Однако, трудности развитого математического аппарата, на который могла бы опираться общая объектная модель данных, не существует, как нет и признанной базовой объектной модели. С другой стороны, некоторые авторы утверждают, что общая объектная модель данных в классическом смысле и не может быть определена по причине непригодности классического понятия модели данных к парадигме объектной ориентированности.
Парадигма - это пространство идей и законы движения в этом пространстве. В рамках парадигмы определены аксиомы, на которых выстраивается своя логика. Решения, вырабатываемые в рамках парадигмы, непротиворечивы и логичны.
Преимуществами объектных СУБД модно считать:
объектные СУБД – открытые системы. Несложно добавить новый тип данных;
Большинство производителей ООБД предоставляют визуальные средства создания прикладных программ ОСУБД. Если раньше созданием прикладных программ для ОСУБД занимались специалисты в C++, Smaltalk, то теперь использовать ООБД стало намного проще
· Объектные СУБД быстрее, чем реляционные, если в программе многократно осуществляется переход от объекта к объекту по ссылке. Поскольку ссылка на объект есть идентификатор, однозначно определяющий его расположение в базе, то переход по такой ссылке происходит быстрее, чем ссылка между кортежами отношений по первичному ключу. ОСУБД устраняют необходимость в языке запросов
Традиционные области применения ОСУБД – САПР, моделирование, мультимедиа. ОСУБД широко используются в телекоммуникациях, различных аспектах автоматизации предприятия, издательском деле, геоинформационных проектах.
Интеграция неоднородных информационных ресурсов. Информационная неоднородность ресурсов заключается в разнообразии понятий, словарей; отображаемых реальных объектов; правил, определяющих адекватность моделируемых объектов реальности; видов данных, способов их сбора и обработки; интерфейсов пользователей и т.д.
Реализационная неоднородность источников проявляется в использовании разнообразных компьютерных платформ, средств управления базами данных, моделей данных и знаний, средств программирования, операционных систем, и т.п. Системы обеспечивающие совместимость различных компонентов называются интероперабельными системи.
Традиционные системы баз данных, используемые в информационных системах для сопровождения бизнес - процессов поддерживают большие объемы информации с помощью технологий оперативная обработка транзакций – OLTP. В OLTP-технологии обрабатывается детализированные данные, главные свойства данных здесь, их полнота и актуальность.
Для поддержки принятия решений нужны другие технологии. Необходимо объединять данные из различных источников (как из корпоративной информационной системы, так и из внешней среды), накапливать данные, делая их срезы во времени. Анализ таких данных позволяет оценивать состояние и динамику развития организации, делать обоснованные прогнозы и принимать обоснованные решения. Программные продукты, необходимые для обеспечения управленческих решений, должны обеспечивать хранение больших объемов данных, эффективный доступ к ним, а так же располагать развитыми средствами анализа данных и представления результатов в удобной для специалистов и руководства форме. Информационная технология, которая предоставляет руководителям различного уровня возможность получения необходимой информации для принятия управленческих, финансовых и кадровых решений называется OLAP (On-Line Analytical Processing- оперативной аналитической обработкой) -технологией.
OLAP –технологии базируются на технологиях хранилищ данных (Data warehouses). Хранилище данных обеспечивает накопление с течением времени данные для содействия в принятии решений. Хранилище это данных репозиторий (склад) информации содержащий объединенные, проверенные данные, отражающие работа организации за длительный период. Объемы данных в хранилищах данных в несколько раз превосходят объемы данных в OLTP-системах.
Хранилища данных отличаются от баз данных или систем оперативной обработки транзакций (OLTP-систем) своим назначением и устройством:
хранилище содержит данные, позволяющие проводить анализ деловых операций;
хранилища обычно представляют собой системы, доступные только для чтения;
в хранилищах же накапливаются данные, не меняющиеся со временем и избавленные от ошибок.
Из-за большого объема данных в хранилищах одной из основных проблем создания хранилищ является обеспечение высокой производительности обработки запросов. Запросы в хранилище отличаются высоким уровнем сложности.
Создание хранилищ данных – трудоемкий и длительный процесс. Наряду с хранилищами данных существуют и часто используются компаниями витрины данных (Data Mart), называемые также киосками данных. Такие системы создаются для отдельных подразделений компаний или для обеспечения отдельных видов деятельности. Объемы данных и требования к вычислительным ресурсам в витринах данных существенно меньше по сравнению с хранилищами. Витрины данных могут строиться как независимо, так и на основе хранилищ данных компании. Хранилища данных имеют двухуровневую или трехуровневую архитектуру. В двухуровневых хранилищах на верхнем уровне поддерживается объединенная информация. На нижнем уровне - различные источники баз данных. В трехуровневой архитектуре предусматривается поддержка витрин данных для отдельных подразделений компании над ее единым хранилищем.
ТРАНЗАКЦИЯ
Под транзакцией понимается неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации) такая, что либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД, либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует. Лозунг транзакции – «Все или ничего». Поддержание механизма транзакций - показатель уровня развитости СУБД. Корректный механизм поддержания транзакций одновременно является основой обеспечения целостности баз данных.
Удаленный доступ – доступ к базе данных через модемную связь.
Распределенная обработка.
В современном бизнесе очень часто возникает необходимость предоставить доступ к одним и тем же данным группам пользователей, территориально удаленным друг от друга. В качестве примера можно привести банк, имеющий несколько отделений. Эти отделения могут находиться в разных городах, странах или даже на разных континентах, тем не менее необходимо организовать обработку финансовых транзакций (перемещение денег по счетам) между отделениями. Результаты финансовых операций должны быть видны одновременно во всех отделениях.
Существуют два подхода к организации обработки распределенных данных.
технология распределенной базы данных. Такая база включает фрагменты данных, расположенные на различных узлах сети. С точки зрения пользователей она выглядит так, как будто все данные хранятся в одном месте. Естественно, такая схема предъявляет жесткие требования к производительности и надежности каналов связи.
технология тиражирования. В этом случае в каждом узле сети дублируются данные всех компьютеров. При этом передаются только операции изменения данных, а не сами данные. Передача может быть асинхронной (неодновременной для разных узлов), данные располагаются там, где обрабатываются.
Использование технологии тиражирования позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи. При выходе из строя линии связи какого-либо компьютера, пользователи других узлов могут продолжать работу. Однако при этом допускается неодинаковое состояние базы данных для различных пользователей в один и тот же момент времени. Следовательно, невозможно исключить конфликты между двумя копиями одной и той же записи.
В основе распределенной обработки лежит запрос к собственной локальной БД или удаленной (БД сервера). Запрос - формализованное задание на поиск и обработку информации. Удаленный запрос – единичный запрос к одному серверу. Несколько удаленных запросов к одному серверу объединяются в удаленную транзакцию. Если отдельные запросы транзакции обрабатываются различными серверами, то транзакция называется распределенной.
Распределенная база данных и распределенная обработка не синонимы. Распределенная БД размещается на нескольких серверах, работа с ней, для получения доступа к удаленным данным, требует использования сетевой СУБД. При распределенной обработке один запрос транзакции обрабатывается одним сервером. Распределенная СУБД позволяет обрабатывать один запрос несколькими БД. Такой запрос называется распределенным.
Технология клиент-сервер.
Как правило, компьютеры и программы, входящие в состав информационной системы, не являются равноправными. Некоторые из них владеют ресурсами (файловая система, процессор, принтер, база данных и т.д.), другие имеют возможность обращаться к этим ресурсам. Компьютер (или программу), управляющий ресурсом, называют сервером этого ресурса (файл-сервер, сервер базы данных, вычислительный сервер...). Клиент и сервер какого-либо ресурса могут находится, как в рамках одной вычислительной системы, так и на различных компьютерах, связанных сетью.
Существует два подхода к организации коллективного доступа к базам данных. 1 - файл-сервер и 2 - СУБД-сервер, сервер баз данных, клиент-сервер.
При первом подходе файлы баз данных располагаются на файл-серверах, и все рабочие станции получают к ним доступ. При работе нескольких программ, эти программы должны блокировать записи с которыми они работают от параллельного чтения и изменения другой программой. Однако если применяется однопользовательская версия СУБД, нормальной блокировки не будет. Поэтому при установке СУБД в
сеть необходимо убедится, что устанавливаемая версия сетевая что предназначена для работы именно с теми сетевыми средства, которые будут использованы.
Мощность сетевых СУБД, основанных на файл-сервере в настоящее недостаточна. При большом количестве обрабатываемой информации производительность сети падает, нарушается безопасность и целостность данных.
С точки зрения обработки информации все ЭВМ объединенные в сеть делятся на основные и вспомогательные. Основные это абонентские ЭВМ (клиенты). Они выполняют все необходимые информационно-вычислительные работы. Вспомогательные ЭВМ серверы. Клиент - приложение, посылающее запрос к серверу. Такая и технология называется клиент - сервер. Основная идея технологии клиент-сервер заключается в том, что мощный сервер передает на рабочие станции не файлы, логически необходимую порцию информации, т.е. отвечает на запрос. Таким образом уменьшается объем передаваемой по сети информации (трафик сети).
В зависимости от расположения СУБД различают локальные и распределённые СУБД. Все части локальной СУБД размещаются на компьютере пользователя базы данных. Если к одной локальной СУБД обращаются несколько пользователей одновременно, каждый пользовательский компьютер должен иметь свою копию локальной СУБД. В отличие от этого, значительная часть программно-аппаратных средств распределённой СУБД централизована и находится на одном, достаточно мощном компьютере (сервере), в то время, как компьютеры пользователей несут относительно небольшую часть СУБД, которая называется клиентом. Локальные СУБД могут работать в сети, но могут и не использовать её, в то время как распределённые СУБД обязательно работают в компьютерной сети. Заметим, местонахождение баз данных никак не влияет на специфику СУБД: в локальных СУБД сама БД может располагаться как на компьютере пользователя, так и на удаленном сетевом компьютере. Безусловным достоинством клиент-серверных систем является возможность централизованного управления доступом к БД. В таких системах база данных в значительной мере защищена как от случайных, так и от намеренных искажений, в них проще реализовать целостность и непротиворечивость данных.