Автоматизированные информационные системы: классификация и характеристики

Информационные технологии реализуются посредством применения средств вычислительной техники и автоматизированных информационных систем (АИС), которые в настоящее время получили широчайшее распространение.

Классификация АИС осуществляется по ряду признаков, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные признаки классификации. При этом одна и та же АИС может характеризоваться одним или несколькими признаками. В качестве признаков классификации используются: область применения, охватываемая территория, уровни управления и административное деление, организация информационных процессов, направление деятельности и назначение, характер обработки информации, степень функциональности и др.

Классификация АИС по характеру обработки информации

Можно выделить следующие основные классы.

Автоматизированные системы обработки данных (АСОД) характеризуются большим объемом исходных данных и несложными алгоритмами для их обработки.

Автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС) предназначены для поиска и выдачи информации по запросу потребителя. В задачах управления часто используется больших объемов информация, которая хранится в специально организованных хранилищах – базах данных. Чтобы принять обоснованное решение, руководитель или специалист обращается с поисковым запросом к системе.

Автоматизированные системы управления (АСУ) – это разновидность АИС, имеющая блок специальных программ, обеспечивающих обработку данных по алгоритмам оптимизации решения задач, в том числе и экономических. Более подробно данный класс АИС рассматривается далее в этом разделе.

Автоматизированные интеллектуальные информационные системы (АИИС) предназначены для генерации новых знаний, не содержащихся в исходных данных в явном виде. В основе АИИС лежит концепция искусственного интеллекта. Функция искусственного интеллекта как компонента АИИС состоит в том, чтобы выполнить анализ исходных данных, провести логические процедуры и выдать пользователю новое знание об объекте управления. Главные компоненты в структуре АИИС – база знаний, интеллектуальный интерфейс и программа логических выводов. Как разновидность АИИС можно рассматривать экспертные системы (ЭС), характеристики которых рассматриваются далее в этом разделе.

Классификация АИС по области применения

По сфере применения можно выделить экономические, административные, производственные, учебные, медицинские, военные, экологические, метеорологические, криминалистические и др. В сфере экономики различают бухгалтерские, банковские, страховые, налоговые АИС и АИС фондового рынка.

Классификация АИС по уровню управления позволяет выделить информационные системы государственного уровня, уровня министерств и ведомств, предприятий и объединений.

Классификация АИС по организации информационных процессов: управляющие и информационные, в которых функция управления отсутствует.

По степени функциональности различают:

- локальные информационные системы, реализующие отдельные функции управления;

- многофункциональные ИС, в которых реализовано несколько функций управления;

- полнофункциональные реализуют практически все функции.

К полнофункциональным АИС относят корпоративные интегрированные информационные системы, состоящие из набора функциональных подсистем, построенных в едином технологическом ключе, связанных единым информационным пространством и реализованных на единой аппаратно-программной платформе. Такая система является многопользовательской и функционирует в распределенной сети. К корпоративным системам относятся, например, информационные системы класса ERP (Enterprise Resourse Planning) – системы планирования ресурсов (раздел 9).

Классификация АИС по административному делению

К ним относятся (в порядке убывания масштаба) геоинформационные системы, АИС республик, краев, областей, АИС округов, АИС города, АИС района и т.д.

Классификация АИС по направлению деятельности

В качестве основного классификационного признака целесообразно рассматривать особенности автоматизируемой профессиональной деятельности.

Рассмотрим особенности представленных на рис. 3 классов и характеристики возможных видов АИС в составе каждого класса.

АИС в промышленной сфере относятся к большому классу автоматизированных систем управления (АСУ). В зависимости от объекта управления различают АСУ персоналом и АСУ техническими средствами. АСУ является организационной и технической основой реализации рациональной технологии коллективного решения задач управления в различных условиях.

АСУ персоналом обеспечивает автоматизированную переработку информации, необходимой для управления организацией в повседневной деятельности, а также при подготовке и реализации программ развития.

АСУ техническими средствами (рис.3) предназначены для реализации соответствующих технологических процессов. Структура АИС этого типа характеризуется наличием определенных подсистем, состав которых зависит в свою очередь от организационной структуры предприятия.

Отраслевые АИС

Промышленной сферы (АСУ)

Непромышленной сферы

Научной сферы, образования, культуры

АИС объединением, крупной фирмой

АСУП

АСУ цехом

АСУ технологическими процессами

Непрерывными

Дискретными

Периодическими

Корпоративная ИС

АИС на транспорте

АИС в медицине

АИС банков, кредитно-финансо-вой деятельности

АИС социальными процессами

АИС в торговле

АИС НИИ, КБ, ВУЗов

АСНИ

САПР

Экспертные системы

АИС «Библиотека»

АИСС

АСО

руководителя

органа управления

диспетчера

оператора

 

Рис.3. Классификация АИС по направлению деятельности

 

На рис. 4 представлена структура АИС на предприятии. Такая структура АИС на предприятии является исторически одной их первых.

 

АИС

Управление производством

Организация хозяйственной и экономической деятельности

подсистемы

подсистемы

Диагностики

Оперативного управления

АСУ ТП

Контроля качества продукции

Стратегического планирования и прогнозирования

Транспорта

Финансов

Бухгалтерского учета

Кадров

Складов

Снабжения

Социальной сферы предприятия

 

Рис. 4. Подсистемы АИС на предприятии

 

Системы поддержки принятия решений (СППР) являются новым классом АИС, теория создания которых интенсивно развивается. Они предназначены для автоматизации деятельности конкретных должностных лиц при выполнении ими своих должностных обязанностей в процессе управления и обеспечивают повышение эффективности и качества управления. На рис. 3 представлены основные категории должностных лиц, различающихся спецификой выполняемых ими функций. Сложность проектирования СППР состоит в наличии большого количества неформальных элементов управления, подлежащих автоматизации.

Необходимо отметить, что функционал АИС зависит непосредственно и от сферы деятельности. Поэтому СППР рассматриваются как подсистемы АИС предприятий и организаций как промышленной, так и непромышленной сферы.

Основные требования, предъявляемые к СППР:

- наглядность представления информации в форме, адаптированной запросам должностного лица, соответствующего уровня управления;

- наличие диалоговых программных средств обеспечения принятия решений на основе формальных методов;

- наличие широкой информационной базы с возможностью оперативного поиска требуемой информации;

- высокая надежность программных и технических средств.

На Западе системы поддержки принятия решений больше из­вестны под названием «BI-системы» (Business Intelligence). Целью таких систем является повышение качества информации, необхо­димой для принятия управленческих решений. К BI относятся следующие средства и технологии анализа и обработки данных масштаба компании: технологии хранилищ и витрин данных, сред­ства оперативной аналитической обработки данных (OLAP), тех­нологии поиска знаний и зависимостей в данных (Data Mining), инструменты для выполнения произвольных запросов к базам данных и средства построения отчетов.

Автоматизированные информационно - вычислительные системы (АИВС) предназначены для решения сложных в математическом отношении задач, требующих обработки больших объемов различной информации. Эти системы используются для обеспечения научных исследований и разработок (АСНИ), а также как подсистемы АСУ и СППР в тех случаях, когда выработка управленческих решений должна опираться на сложные вычисления.

Системы автоматизации проектирования (САПР) являются системами интегральной автоматизации производства, обеспечивающими реализацию автоматизированного цикла создания нового изделия от предпроектных научных исследований до выпуска серийного образца. Основная концепция САПР состоит в применении единой информационной базы, математических и графических моделей, автоматизированных проектных и конструкторских процедур.

В области экономики САПР могут использоваться при проектировании экономических информационных систем и их элементов.

Автоматизированные системы обучения (АСО) создаются как альтернатива традиционным методам обучения специалистов различного профиля. Основными видами АСО являются автоматизированные системы программного обучения, системы обучения деловым играм, тренажеры и тренажерные классы.

Автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС) предназначены для сбора, хранения, поиска и выдачи в требуемом пользователю виде информации справочного характера.

Различают следующие виды АИСС:

- автоматизированные архивы;

- автоматизированные системы делопроизводства;

- автоматизированные справочники и картотеки;

- автоматизированные системы ведения электронных карт местности и др.

АИСС создаются на основе технологии баз данных и используются во всех сферах профессиональной деятельности, включая экономику.

Экспертные системы (ЭC). ЭС – это вид интеллектуальных информационных систем, являющихся наиболее востребованными и применяемыми в сфере экономики. Они аккумулируют знания специалистов в определенной предметной области и способны предлагать пользователю возможные варианты решений. Достоинство ЭС заключается в возможности принятия решения в уникальных ситуациях, для которых алгоритм решения заранее не известен. Основу для разработки и функционирования ЭС составляют технологии инженерии знаний – научное направление, занимающееся вопросами формализации, представления и обработки знаний в информационных системах.

Знания представляют собой более сложную информационную категорию по сравнению с данными. Данные несут в себе фактическую информацию о состоянии объектов, процессов, явлений, т.е. предметной области. Знания описывают не только данные, но и взаимосвязи между ними, поэтому упрощенно их называют структурированными данными. Знания являются результатом мыслительной деятельности человека, направленной на обобщение имеющихся данных и личного опыта.

Инженерия знаний изучает следующие вопросы:

- "извлечение" знаний из экспертов и (или) литературы;

- формализация и обработка знаний;

- проектирование и разработка баз знаний.

Для того чтобы знания могли быть использованы в информационной системе, их необходимо представить в виде определенной информационной структуры – базы знаний.

База знаний – это семантическая модель предметной области, позволяющая не только извлекать имеющиеся в ней данные, но и отвечать на такие вопросы, ответы на которые в явном виде не присутствуют в базе (в отличие от баз данных). Это становится возможным благодаря системе правил, позволяющих получить новые знания из уже существующих.

База знаний состоит из двух компонентов:

- базы данных, содержащей знания о предметной области в формализованном виде;

- механизма (системы правил, процедур) получения новых знаний на основе существующих в базе.

Подобно тому, как база данных организуется в соответствии с одной из моделей данных (иерархическая, сетевая, реляционная), база знаний основывается на одной или нескольких моделях представления знаний – комплексах формальных средств, предназначенных для отображения знаний какой-либо предметной области. Модели знаний можно разделить на универсальные, которые могут применяться в различных предметных областях, и специализированные, разработанные для конкретной предметной области.

К типовым относятся следующие универсальные модели: логическая, продукционная, фреймовая, семантическая сеть.

В настоящее время ЭС широко используются для тиражирования опыта и знаний практически во всех сферах экономики и способны решать следующие типы задач:

- диагностика (обнаружение проблем функционирования объекта);

- мониторинг (непрерывное наблюдение в реальном времени и сигнализация о выходе параметров за допустимые рамки);

- прогнозирование (расчет предполагаемых последствий из заданных условий);

- планирование (определение последовательности действий для достижения поставленной цели);

- управление поведением сложных объектов в соответствии с заданными целями.

Экспертная система как вид интеллектуальных систем обладает следующими свойствами:

- решает не набор однотипных задач, а широкий комплекс различных проблем в некоторой предметной области;

- решаемые ею задачи сложно алгоритмизировать;

- способна предлагать качественно новые решения.