Тема 7. Классификация информационных систем.
1. Общая классификация
информационных систем.
2. Классификация
информационных систем по признаку структурированности данных.
3. Классификация
информационных систем по масштабу.
4. Классификация
информационных систем по способу организации.
1. Общая классификация информационных систем.
Основными
классификационными признаками автоматизированных информационных систем
являются:
¾
уровень в системе государственного управления;
¾
область функционирования экономического объекта;
¾
виды процессов управления.
> По уровню
государственного управления автоматизированные информационные системы
делятся на федеральные, территориальные (региональные) и муниципальные ИС.
ИС федерального уровня решают
задачи информационного обслуживания аппарата административного управления и
функционируют во всех регионах страны.
Территориальные (региональные) ИС предназначены
для решения информационных задач управления административно-территориальными
объектами, расположенными на конкретной территории.
Муниципальные ИС функционируют в органах
местного самоуправления для информационного обслуживания специалистов и
обеспечения обработки экономических, социальных и хозяйственных прогнозов,
местных бюджетов, контроля и регулирования деятельности всех звеньев
социально-экономических областей города, административного района и т.д.
> Классификация по
области функционирования экономического объекта ориентирована на
производственно-хозяйственную деятельность предприятий и организаций различного
типа. К ним относятся автоматизированные информационные системы промышленности
и сельского хозяйства, транспорта, связи, банковские ИС и др.
> По видам
процессов управления ИС делятся на:
Информационные
системы организационного управления
предназначены для автоматизации функций управленческого персонала. К этому
классу относятся информационные системы управления как промышленными фирмами,
так и непромышленными объектами: гостиницами, банками, торговыми фирмами и т.д.
Основными функциями подобных систем являются:
¾ оперативный контроль и регулирование;
¾ оперативный учёт и анализ;
¾ перспективное и оперативное планирование;
¾ бухгалтерский учет;
¾ управление сбытом и снабжение и другие экономические и
организационные задачи.
Информационные
системы управления технологическим процессами служат для автоматизации функций производственного персонала. Они
широко используются при организации поточных линий, изготовлении микросхем, по
сборке, для поддержания технологического процесса металлургической и
машиностроительной промышленности.
Информационные
системы автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций
инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании
новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются:
¾ инженерные расчёты;
¾ создание графической документации (чертежей, схем,
планов);
¾ создание проектной документации;
¾ моделирование проектируемых объектов.
Интегрированные
информационные системы используются
автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от проектирования
до сбыта продукции. Создание таких систем весьма затруднительно, поскольку
требует системного подхода с позиции главной цели, например, получение прибыли,
завоевание рынка сбыта и т.д. Такой подход может привести к существенным
изменениям в самой структуре фирмы, на что может решиться не каждый
управляющий.
Корпоративные
ИС используются для автоматизации
всех функций управления фирмой или корпорацией, имеющей территориальную
разобщенность между подразделениями, филиалами, отделениями, офисами и т.д.
ИС научных
исследований обеспечивают решение
научно-исследовательских задач на базе экономико-математических методов и
моделей.
Обучающие ИС используются для подготовки специалистов в системе
образования, при переподготовке и повышении квалификации работников различных
отраслей экономики.
Классификация
информационных систем возможна и по другим признакам.
2. Классификация информационных систем по признаку структурированности данных.
Классификация информационных
систем по признаку структурированности данных приведена на рис. 3.1.
Структурированная
(формализуемая) задача – задача, где известны все её элементы и взаимосвязи между
ними. В структурированной задаче удаётся выразить её содержание в форме
математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно
приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования
информационных систем для решения структурированных задач является полная
автоматизация их решения, т.е. сведения роли человека к нулю.
Рис. 3.1. Классификация информационных систем по признаку
структурированности решаемых задач
Например, начисление
заработной платы – это структурированная задача, где полностью известен
алгоритм решения. Рутинный характер этой задачи определяется тем, что расчёты
весьма просты, но объём их очень велик, так как они должны многократно
повторяться ежемесячно для всех категорий работающих.
Решение неструктурированных
задач из-за невозможности создания математического описания связано со
следующими трудностями. Возможности использования здесь информационных систем невелики.
Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на
основе своего опыта и косвенной информации из различных источников.
В практике работы любой
организации существует сравнительно
немного полностью структурированных задач. О большинстве задач можно сказать,
что известна лишь часть их элементов и связей между ними. Такие задачи
называются частично структурированными.
Но и в этих условиях можно
создать информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком,
который играет определяющую роль. Автоматизированные информационные системы,
используемые для решения частично структурированных задач, подразделяются на
два вида:
¾
создающие управленческие отчёты и ориентированные главным образом на обработку данных
(поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию); используя сведения,
содержащиеся в этих отчётах, управляющий принимает решение;
¾
разрабатывающие альтернативы решения; принятие решения при этом сводится к выбору
одной из предложенных альтернатив.
Информационные системы,
разрабатывающие альтернативы решения, могут быть модельными или экспертными.
Модельные информационные системы
предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие
модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения.
Основными функциями модельной информационной
системы являются:
¾
возможность работы в среде типовых математических моделей, включая
решение основных задач моделирования
типа «как сделать, чтобы», «что будет, если» и др.;
¾
достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов
моделирования;
¾
оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений
модели;
¾
возможность графического отображения динамики модели;
¾
возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и
работы модели.
Экспертные информационные системы
обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счёт
создания экспертных систем. Экспертная поддержка принимаемых пользователем
решений реализуется на двух уровнях.
Работа первого уровня
экспертной поддержки исходит из концепции «типовых управленческих решений», в
соответствии с которой часто возникающие в процессе управления проблемные
ситуации можно свести к некоторым однородным классам управленческих решений,
т.е. к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной
поддержки на этом уровне создаётся информационный фонд хранения и анализа
типовых альтернатив.
Если возникшая проблемная
ситуация не ассоциируется с имеющимися классами типовых альтернатив, в работу
должен вступать второй уровень экспертной поддержки управленческих решений.
Этот уровень генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде
данных, правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив.
3. Классификация информационных систем по масштабу.
По масштабу информационные
системы подразделяются на следующие группы:
¾
одиночные;
¾
групповые;
¾
корпоративные.
Одиночные информационные
системы
реализуются, как правило, на автономном ПК (сеть не используется). Такая система может содержать несколько
простых приложений и рассчитана на работу одного пользователя или группы
пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения
создаются с помощью так называемых настольных или локальных систем управления
базами данных. Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion,
Clipper, FoxPro, Paradox, Dbase, Access.
Групповые информационные
системы
ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и
чаще всего строится на базе ЛВС. При разработке таких приложений используется
сервер баз данных (называемые также SQL-серверами). Для рабочих групп
существуют довольно большое количество SQL-серверов, как коммерческих, так и
свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз
данных, как Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, Interbase.
Корпоративные информационные
системы
являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные
компании и могут поддерживать территориально разнесённые узлы или сети. В
основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких
систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же
многоуровневой архитектурой. При разработке таких систем могут использоваться
те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем.
Однако, в крупных информационных системах наибольшее распространение получили
серверы Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.
4. Классификация информационных систем по способу организации
По способу организации
групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие
классы:
¾
системы на основе архитектуры файл-сервер;
¾
системы на основе архитектуры клиент-сервер;
¾
системы на основе многоуровневой архитектуры;
¾
системы на основе Интернет и Интранет - технологий.
Файл-сервер (сервер баз данных) служит
для управления внешними ЗУ общего доступа и организации распределённых баз
данных. Файл-сервер только извлекает данные из файлов. Файл-серверы реализуют
принцип «всё или ничего», т.е. полные копии файлов базы перемещаются
взад-вперёд по сети, в результате падает производительность, нарушается
безопасность и целостность данных. Значительный сетевой трафик сказывается при
организации удалённого доступа к базам данных на файл-сервере через
низкоскоростные каналы связи. Одним из вариантов устранения такого недостатка
является удалённое управление файл-серверами приложения в сети. При этом в
локальной сети размещается сервер - приложений, совмещённый с
телекоммуникационным сервером (обычно называемым сервером доступа), в среде
которого выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит в
том, что диалоговый ввод-вывод поступает от удалённых клиентов через телекоммуникации.
Приложения не должны быть слишком
сложными, иначе велика вероятность перегрузки сервера, или же нужна очень
мощная платформа для сервера приложений. минус традиционных серверов, на основе
которых создаются файл-серверные системы, являются локальные СУБД. Файл -
серверные информационные системы привлекают своей простотой, удобством
использования и доступностью. Поэтому до сих пор представляют интерес для малых
рабочих групп, и более того, нередко используются в качестве информационных систем
в масштабе предприятия.
Архитектура клиент-сервер предназначена для
разрешения проблем файл-серверных приложений. Основная идея технологии
клиент-сервер заключается в том, чтобы серверы расположить на мощных машинах, а
приложения клиентов на менее мощных машинах. Ввод-вывод в базе основан не на
физическом дроблении данных, а на логическом. То есть, сервер отправляет
клиенту не полную копию базы, а только логически необходимую порцию, тем самым
сокращая трафик сети. Трафик в сети – это поток сообщений в сети. В
технологии клиент-сервер программа клиента и его запросы хранятся отдельно от
СУБД. Сервер обрабатывает запросы клиентов, выбирает необходимые данные из базы
данных, посылает их клиентам по сети, производит обновление информации,
обеспечивая целостность и сохранность данных. Большинство конфигураций
клиент-сервер использует двухуровневую модель, в которой клиент обращается к
услугам сервера. В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание
и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и
информационных систем корпоративного уровня.
Двухуровневые схемы
архитектуры клиент-сервер могут привести к некоторым проблемам в сложных
информационных приложениях с множеством пользователей и запутанной логикой.
Решением этих проблем может стать использование многоуровневой архитектуры.
Многоуровневая архитектура в своей классической форме
состоит из трёх уровней:
¾
нижний уровень представляет собой приложения клиентов, имеющие
программный интерфейс для вызова приложения среднего уровня;
¾
средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором
выполняется прикладная логика (набор правил для принятия решений, вычислений
операций, которые должно выполнить приложение);
¾
верхний уровень представляет собой удалённый специализированный сервер
баз данных, выделенный для услуг обработки данных и файловых операций.
Трёхуровневая архитектура
позволяет ещё больше сбалансировать нагрузку на сеть, а также способствует
специализации инструментов для разработки приложений.
Продукты для трёхзвенной
архитектуры являются относительно новыми. Эти инструменты в основном
ориентированы на среду Unix, однако, прикладные серверы
можно строить на базе Microsoft Windows NT с использованием вызовов удалённых процедур для
организации связи клиентов с сервером приложений.
Таким образом,
многоуровневая архитектура распределённых приложений позволяет повысить
эффективность корпоративной информационной системы и оптимизировать
распределение её программных и аппаратных ресурсов. Но пока на российском рынке
по прежнему доминирует архитектура клиент-сервер.
В развитии технологии
Интернет/Интранет основной акцент пока что делается на разработку
инструментальных программных средств. В то же время наблюдается отсутствие
развитых средств разработки приложений, работающих с базами данных.
Компромиссным решением для создания удобных и простых в использовании и
сопровождении информационных систем, эффективно работающих с базами данных,
стала объединение Интернет и Интранет технологий и архитектуры клиент-сервер, в
результате чего внедрение и сопровождение корпоративной информационной системы
существенно упрощается при сохранении достаточно высокой эффективности и
простоты совместного использования информации.
5. Классификация информационных систем по характеру представления и логической организации хранимой информации.
По
данному признаку автоматизированные информационные системы разделяются на:
1. фактографические;
2. документальные;
3. геоинформационные.
Фактографические АИС
накапливают и хранят данные в виде множества экземпляров одного или нескольких
типов информационных объектов. Каждый из таких экземпляров или некоторая их
совокупность отражают сведения по какому-либо факту, событию и т.д.,
отделённому от всех прочих сведений и фактов. Структура каждого информационного
объекта состоит из конечного набора реквизитов, отражающих основные аспекты и
характеристики сведений для объектов данной предметной области. К примеру,
фактографическая АИС, накапливающая сведения по лицам, каждому конкретному лицу
в базе данных ставит в соответствие запись, состоящую из определенного набора
таких реквизитов, как фамилия, имя, отчество, год рождения, место работы,
образование и т.д. Комплектование информационной базы в фактографических АИС включает,
как правило, обязательный процесс структуризации входной информации из
документального источника. Располагая структурированными данными, система может
выдать строгие ответы на вопросы в пределах предметной области, отражаемой
данной информационной системой.
Документальные АИС обслуживают принципиально
другой класс задач, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный
вопрос. В документальных АИС единичным элементом информации является
нерасчленённый на более мелкие элементы документ (статья, реферат, текст
законов и т.д.). Для вводимого документа могут устанавливаться некоторые
формализованные позиции – дата изготовления, исполнитель, тематика и т.д.
Цель
системы, как правило, - выдать в ответ
на запрос пользователя список документов или объектов, в какой-то мере
удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям. Например, выдать список
всех статей, в которых встречается слово «информатика». Принципиальной
особенностью документальной системы является ее способность, с одной стороны, выдавать
ненужные пользователю документы, а с другой – не выдавать нужные (например,
если пользователь употребил какой-то синоним или ошибся в написании).
Некоторые
виды документальных АИС обеспечивают установление логической взаимосвязи
вводимых документов – соподчиненность по смысловому содержанию, взаимные
отсылки по каким-либо критериям и т.п. Определение и установление такой
взаимосвязи представляет собой сложную многокритериальную и многоаспектную
аналитическую задачу, которая не может быть в полной мере формализована.
В геоинформационных АИС данные
организованы в виде отдельных информационных объектов (с определенным набором
реквизитов), привязанных к общей электронной топографической основе
(электронной карте). Геоинформационные системы применяются для информационного
обеспечения в тех предметных областях, структура информационных объектов и
процессов в которых имеет пространственно-географический компонент, например,
маршруты транспорта, коммунальное хозяйство и т.д.
Вопросы к теме
1. Приведите классификацию информационных систем (ИС) по
уровню государственного управления и области функционирования экономического
объекта.
2. Приведите классификацию информационных систем (ИС) по
видам процессов управления.
3. Приведите классификацию информационных систем (ИС) по
признаку структурированности решаемых задач.
4. Приведите классификацию ИС, используемых для решения
частично структурированных или неструктурированных задач.
5. Классификация информационных систем по масштабу.
6. Характеристика систем на основе архитектуры
файл-сервер.
7. Характеристика систем основе архитектуры
клиент-сервер.
8. Характеристика систем основе многоуровневой
архитектуры.
9. Характеристика фактографических систем.
10. Характеристика документальных систем.
11. Характеристика геоинформационных систем.