Общая характеристика информационных систем, понятие «динамической модели» предметной области

Информационная система — взаимосвязанная совокуп­ность средств, методов и персонала, используемых для хра­нения, обработки и выдачи информации в интересах дости­жения поставленной цели».

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 функциональному признаку,
• по уровням управления.

Формируя общий взгляд на ИС об информационной системе, мы будем ее рассматривать в качестве средства поддержки динамической информационной модели реальности.

Главное, ради чего создаются информационные системы, – моделирование реальности средствами системы.

Хотя в системах разных типов используются различные подходы к моделированию, именно поддержка информационной модели реальности составляет главное предназначение любой информационной системы.

Автоматизированной информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Часть реального мира, которая моделируется информационной системой, называется ее предметной областью.

Под динамической моделью здесь понимается изменяемость модели во времени. Это «живая», действующая модель, в которой отображаются изменения, происходящие в предметной области. Такая система должна обладать памятью, позволяющей ей сохранять не только сведения о текущем состоянии предметной области, но и в некоторых случаях предысторию.

Поскольку модель предметной области, поддерживаемая информационной системой, материализуется в форме организованных необходимым образом информационных ресурсов, она называется информационной моделью.

Автоматизированная информационная система не всегда функционирует самостоятельно. Она может входить в качестве компонента (подсистемы) в более сложную систему, такую, например, как система управления торговой компанией, САПР или система управления производством.

Ресурсы информационных систем

Информационные системы ис­пользуют ресурсы нескольких категорий — средства вычислитель­ной техники, системное и прикладное программное обеспечение, ин­формационные, лингвистические и человеческие ресурсы.

Информационные системы могут базироваться на различных аппа­ратных платформах:

· персональных компьютерах,

· мейнфреймах,

· суперкомпьютерах и др.

Лингвистические ресурсы информационных систем служат для:

· представления информационных ресурсов в системе;

· описания их свойств и свойств окружающей среды, позволяющего

системе адекватно интерпретировать поддерживаемые информацион­ные ресурсы;

· обеспечения взаимодействия пользователей с системой.

Используемый в конкретных случаях набор лингвистических ресурсов системы зависит от требований, предъявляемых к ней.

Информационные ресурсы системы составляют главный компонент модели предметной области, которую система поддерживает. Они явля­ются вместе с тем «сырьем» и «конечным продуктом» работы информа­ционной системы. Конкретный вид информационных ресурсов зависит от характера системы.

Важно заметить, что в любой информационной системе поддержива­ется две категории информационных ресурсов. Ресурсы первой катего­рии непосредственно используются конечными пользователями систе­мы. Ресурсы второй категории можно было бы назвать метаресурсами. Описывая свойства ресурсов первой категории, они позволяют системе корректно оперировать ими. Ресурсы первой кате­горий часто называют данными независимо от среды их представления (изображения, текстовые документы, аудиозаписи и т.д.), а метаресурсы — метаданными.

Используя эту терминологию, можно сказать, что метаданные — это данные о данных. Однако фактически метаданные могут описывать свойс­тва не только собственно данных, но и информационной системы в целом, отдельных ее механизмов и их функций и т.д. Конкретные функции метаданных и их состав в значительной мере зависят от специфики рассматриваемой сис­темы и характера конкретных информационных ресурсов.

Данные в информационной системе представ­ляют собой некоторую абстрактную модель реальности. Рассмат­ривая соотношение между данными и метаданными, можно сказать, что метаданные — это данные более высокого уровня абстракции по отноше­нию к описываемым ими данным.

Необходимая степень формализованности представления метадан­ных в информационной системе зависит от характера их использования. Метаданные, предназначенные для компьютерного использования, пред­ставляются в формализованном виде. Если же они предназначены для пользователей, то чаще всего представляются на естественном языке.

Существуют информационные ресурсы информационных сис­тем различных классов.

В системах, основанных на технологиях баз данных, поддержива­ются структурированные данные, организованные в виде таблиц или каких-либо иных структур данных. К информационным ресурсам систем баз данных относятся также и схемы баз данных. В таких системах они относятся к категории метаданных.

В текстовых системах информационные ресурсы включают коллекции документов, представленных на естественных языках. Это информаци­онные ресурсы для конечных пользователей. Кроме того, поддерживают­ся метаданные — тезаурусы, спецификации онтологии, которые являются информационными ресурсами, используе­мыми самой системой.

Классификация моделей предметной области. Структурированные и слабоструктурированные модели предметных областей (на основе материалов лекций)

Природа моделей предметной области, поддерживаемых в инфор­мационных системах, может быть различной. С технологической точ­ки зрения наиболее существенны различия подходов к моделированию предметной области по степени структурированности ее пред­ставлений, которую они обеспечивают.

Используемые в настоящее время подходы к моделированию предмет­ной области в информационных системах охватывают следующий спектр возможностей: структурированные, слабоструктурированные и неструктурированные модели.

Принятый разработчиком информационной системы подход к моделированию предметной области существенным образом влияет на ис­пользуемые в ней информационные технологии и инструменты разработки.

Структурированные модели

Модели такого рода основаны на выяв­лении регулярной структуры предметной области.

Для конструирова­ния таких моделей нужно типизировать сущности предметной области, относя к одному типу сущности с одинаковым набором свойств.

Анало­гичным образом типизируются связи между сущностями. Связи определяются на множествах типов сущностей и могут иметь различную арность. Например, связи могут быть бинарными или n-арными.

Представление предметной области, сконструированное с помощью рассматриваемого подхода, также называется структурированным.

Одной из разновидностей рассматриваемого подхода к моделирова­нию предметной области является объектный (или объектно-ориенти­рованный) подход, который дает возможность моделировать не только структуру предметной области, но и поведение экземпляров сущностей, относящихся к каждому определенному типу. С этой целью определение каждого типа сущностей включает определения допустимых на его эк­земплярах операций (или методов).

При использовании структурированных моделей представление пред­метной области имеет два уровня.

Представление более высокого уровня абстракции — это модель предметной области, отображающая ее свойства, инвариантные во времени. Эта модель представляется в терминах типов сущностей предметной области и типов связей между ними. Такую модель называют интенсионалом предметной об­ласти.

Второй, более конкретный уровень, моделирует состояние пред­метной области в зависимости от времени. Модель этого уровня пред­ставляется в терминах конкретных экземпляров сущностей и связей определенных типов между ними. Эту модель называют экстенсионалом предметной области.

На структурированных моделях предметной области с регулярной структурой основаны системы баз данных. В этом случае интенсионал предметной области называют схемой базы данных. Естественно назы­вать информационные ресурсы систем баз данных структурирован­ными данными.