Классификация автоматизированных систем

Рассмотрим классификацию автоматизированных систем (АС)˸

· Классификация систем по масштабу применения

1. локальные (в рамках одного рабочего места);

2. местные (в пределах одной организации);

3. территориальные (в пределах некоторой административной территории);

4. отраслевые.

· Классификация по режиму использования

1. системы пакетной обработки (первые варианты организационных АСУ, системы информационного обслуживания, учебные системы);

2. запросно-ответные системы (АИС продажи билетов, информационно-поисковые системы, библиотечные системы);

3. диалоговые системы (САПР, АСНИ, обучающие системы);

4. системы реального времени (управление технологическими процессами, подвижными объектами, роботами-манипуляторами, испытательными стендами и другие).

АИС предназначены для накопления, хранения, актуализации и обработки систематизированной информации в каких-то предметных областях и предоставления требуемой информации по запросам пользователœей. АИС может функционировать самостоятельно либо являться компонентой более сложной системы (к примеру, АСУ или САПР).

По характеру информационных ресурсов АИС делятся на два вида˸ фактографические и документальные (хотя возможны и комбинированные АИС). Фактографические системы характеризуются тем, что они оперируют фактическими сведениями, представленными в виде специальным образом организованных совокупностей формализованных записей данных. Эти записи образуют базу данных системы. Существует специальный класс программных средств для создания и обеспечения функционирования таких фактографических баз данных – системы управления базами данных.

Документальные АИС оперируют неформализованными документами произвольной структуры с использованием естественного языка. Среди таких систем наиболее распространенными являются информационно-поисковые системы, которые включают программные средства для организации ввода и хранения информации, поддержки общения с пользователœем, обработки запросов и поисковый массив документов. Этот массив часто содержит не тексты документов, а только их библиографическое описание, иногда рефераты или аннотации. Для работы системы используются поисковые образы документов (ПОД) – формализованные объекты, отражающие содержание документов. Запрос преобразуется системой в поисковый образ запроса (ПОЗ), который затем сопоставляется с ПОД по критерию смыслового соответствия. Вариантом информационно-поисковых систем являются библиотечные системы, с помощью которых создаются электронные каталоги библиотек.

Активно развивающейся в настоящее время разновидностью АИС являются географические информационные системы (ГИС). Геоинформационная система предназначена для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация. ГИС позволяет упорядочивать информацию о данной местности или городе как комплекте карт. В каждой карте представлена информация об одной характеристике местности. Каждая из этих отдельных карт принято называть слоем. Самый нижний слой представляет сетку координатной системы, в которой всœе карты зарегистрированы. Это позволяет анализировать и сравнивать информацию во всœех слоях или в некоторой их комбинации.

Возможность разделить информацию на слои и дальнейшее их комбинирование определяет большой потенциал ГИС как научного инструментария и средства для принятия решения, так как обеспечивается возможность интеграции самой разной информации об окружающей среде и обеспечивается аналитический инструментарий использования этих данных. В ГИС бывают десятки и сотни слоев карт, которые выстроены в определённом порядке и показывают информацию о транспортной сети, гидрографии, характеристиках населœения, экономической активности, политической юрисдикции и других характеристиках природной и социальной сред.

Такая система должна быть полезной в широком диапазоне ситуаций, включающих анализ и управление природными ресурсами, планирование землепользования, инфраструктуры и градостроительства, управление чрезвычайными ситуациями, анализ местоположения и так далее.

Как уже отмечалось во введении, в настоящее время термин информационная система (подразумевается автоматизированная система) часто используют в более широком смысле, замещая им в частности и термин АСУ. При этом под информационной системой принято понимать любая АС, используемая как средство сбора, накопления, хранения, обработки, передачи и представления информации в целях сопровождения и поддержки какого-либо вида профессиональной деятельности.

8 Проектирование систем обработки информации. Основные этапы проектирования Основы проектирования технологических процессов обработки данных

Основные понятия и классификация технологических процессов обработки данных.

Под технологическим процессом обработки экономической информации понимается определенный комплекс операций, выполняемых в строго регламентированной последовательности с использованием определенных методов обработки и инструментальных средств, охватывающих все этапы обработки данных, начиная с регистрации первичных данных и заканчивая передачей результатной информации пользователю для выполнения функций управления.

Технологические процессы можно классифицировать по различным признакам, в частности по типу автоматизируемых процессов управления в ЭИС можно выделить:

§ технологические процессы, выполняемые в системах обработки данных (СОД);

§ технологические процессы аналитической обработки данных в системах подготовки принятия решений (СППР) и экспертных системах (ЭС);

§ технологические процессы для разработки новых видов продукции и получения чертежной и технологической документации в системах автоматизированного проектирования (САПР);

§ технологические процессы, выполняемые в системах электронного документооборота (СЭД).

По отношению к ЭВМ все технологические процессы независимо от того, для каких процессов они создаются, условно подразделяются на внемашинные, имеющие подготовительный характер, поскольку их выполнение связано с получением первичной информации, и внутримашинные, связанные с хранением и обработкой полученной информации.

По типу обрабатываемой информации можно выделить процессы обработки цифровой, графической, текстовой, мультимедийной информации, знаний для экспертных систем.

По типу используемой аппаратной платформы технологические процессы выполняются на персональных ЭВМ, в локальных, региональных, глобальных вычислительных сетях.

По типу режима обработки выделяют технологические процессы обработки данных, выполняемые в пакетном режиме, интерактивной (диалоговой) обработки, в режиме разделения времени, в реальном масштабе времени, и технологии со смешанным режимом.

По типу организации информационного обеспечения выделяют технологические процессы, обрабатывающие локальные файлы, локальные и распределенные БД.

По типу организации специального программного обеспечения технологические процессы подразделяются на применяющие функционально-ориентированные пакеты, используемые для автоматизации решения задач функциональных подсистем, методо-ориентированные ППП, применяемые для решения задач класса СППР, профессионально-ориентированные ППП, предназначенные для обработки различных типов данных.

Технологический процесс состоит из совокупности технологических операций.

Под технологической операцией будем понимать совокупность функционально связанных действий по преобразованию данных, выполняемых непрерывно на одном рабочем месте. Технологические операции можно классифицировать по следующим признакам.

По цели и месту выполнения можно выделить четыре класса операций, отличающиеся трудовыми и стоимостными затратами, связанными с их реализацией и распределением ошибок, вносимых в технологический процесс. Первый класс характеризуется тем, что операции, входящие в него, имеют своей целью получение первичной информации, отражающей содержание процессов, проходящих в цехах, на складах, участках производственной деятельности. К нему относятся следующие технологические операции:

§ съем первичной информации, т.е. получение количественной характеристики показателей (например, количество отпущенных материалов, количество изготовленных деталей и т.д.);

§ регистрация первичной информации – нанесение всех реквизитов оснований (количественных характеристик) и признаков на какой-либо носитель;

§ сбор первичной информации – получение пакета сообщений, «пачки» документов или файла на машинных носителях;

§ передача первичной информации от места возникновения к месту обработки.

Операции данного класса выполняются в основном на рабочих местах (вне пунктов обработки информации), являются самыми трудоемкими (трудовые затраты на его выполнение составляют до 50 % всех работ), дорогостоящими и дают наибольший процент ошибок в получаемых данных.

Второй класс операций имеет своей целью ввод данных в ЭВМ, возможное перенесение первичной информации на промежуточные машинные носители, загрузку данных в ИБ. В состав класса входят операции: прием, контроль и регистрация информации в пункте обработки первичной информации в случае пакетного характера поступления на обработку данных, ввод данных в ЭВМ, контроль ошибок и загрузка в ИБ, ведение ИБ. Данный класс отличается высокой трудоемкостью (до 40% трудоемкости всего процесса) и множеством допускаемых ошибок. В современных системах обработки данных операции первого и второго классов совмещаются, когда в процессе съема и регистрации первичной информации одновременно осуществляется ввод данных в ЭВМ.

Третий класс предназначен для выполнения обработки данных ИБ по алгоритмам и получения результатной информации. Данный класс характеризуется наибольшей степенью автоматизации процессов, наименьшей трудоемкостью (5% трудоемкости всех процессов) и наименьшим количеством допускаемых ошибок. В случаях оперативной обработки данных выполнение операции регистрации, ввод данных в ЭВМ и формирование результатной информации объединяются в один технологический процесс.

Четвертый класс имеет целью обеспечение достоверности и высокого качества результатной информации. К основным операциям данного класса относятся: анализ и контроль полученных результатных документов; выявление и исправление ошибок по причине неправильности введенных исходных данных, сбоев в работе машины, ошибок пользователя, оператора или программиста. Трудоемкость данного этапа составляет до 5% трудоемкости всех процессов. Обычно этот класс операций выполняется при сложной аналитической обработке данных.

По степени автоматизации все технологические операции можно разделить на следующие классы: операции, выполняемые вручную, машинно-ручным способом, полуавтоматическим и автоматическим способом.

По стадии выполнения операции делятся на подготовительные, основные и заключительные.

Основные технологические операции по выполняемой функции в технологическом процессе можно разделить: на рабочие операции и контрольные. В свою очередь, среди рабочих технологических операций по характеру обработки выделяют активные (связанные с логическим или арифметическим преобразованием информации) и пассивные (например, операции ввода-вывода). 4.2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИС

Поскольку практически все современные ИС являются автоматизированными ИС, то и основные принципы проектирования ИС будут рассматриваться с точки зрения создания АИС.

К основным принципам внедрения и функционирования АИС, которые следует учитывать при проектировании АИС, относят:

Принцип идентичности. Разработка новой, совершенствование существующей или внедрение полученной (приобретённой) извне АИС являются идентичными научно-техническими проблемами, отличающимися друг от друга содержанием ряда этапов и временными параметрами.

Принцип технологичности. Автоматизированная технология означает создание (разработку) новой технологии или модернизацию существующей (автоматизированной). При этом не должно быть простого использования автоматизированной в условиях старых традиционных технологий.

Непрерывность, поэтапность, преемственность разработки и развития. АИС постоянно развивающиеся системы. Каждое нововведение должно служить развитию основных системных принципов и улучшению достигнутых параметров.

Адаптивность. Компоненты АИС должны обладать свойствами, обеспечивающими быстрое их приспособление к изменениям внешней среды, новым средствам и т.п.

Модульный принцип построения программных и технических средств предполагает, что указанные средства состоят из блоков (“модулей”), обеспечивающих возможность их замены или изменения с целью совершенствования АИС или её адаптации к новым условиям.

Технологическая интеграция предполагает для всей системы применение единой технологии создания, обновления, сохранения и использования ИР. Например, однократную обработку информационных документов и их многократное, многоцелевое их использование.

Полная нормализация процессов и их мониторинг. Многоцелевое использование информации АИС требует обеспечения высокой достоверности данных в системе. Для этого на различных этапах обработки и ввода информации необходимо использовать разные формы её контроля, требования к которому можно сформировать исходя из состава решаемых задач и обрабатываемых данных. Постоянный мониторинг необходим для получения качественных и количественных характеристик функционирования АИС на основе применения встроенных или используемых в виде отдельного модуля средств статистики.

Регламентация. АИС ориентированы на функционирование в промышленном режиме, обеспечивающем массовую поточную обработку информационных документов. Эта обработка регламентируется стандартами, маршрутными и пооперационными технологиями, нормативами на ресурсные и временные показатели, развитой службой диспетчеризации.

Экономическая целесообразность. Создание АИС должно предусматривать использование проектных решений, обеспечивающих минимизацию финансовых, материальных затрат и трудовых ресурсов, а также способствующих совершенствованию обслуживания пользователей.

Типизация или максимальное использование готовых решений и средств необходимо для сокращения стоимости, сроков разработки и внедрения АИС, а также уменьшения ошибок проектирования как системы в целом, так и отдельных её составляющих.

Стандартизация проектных решений предполагает, что разработку, развитие АИС и их сетей следует осуществлять с ориентацией на сотрудничество и кооперацию, а также в соответствии с правилами и протоколами национальных и международных стандартов.

Принцип корпоративности. При проектировании автоматизированной системы следует предусмотреть её аппаратную, программную, лингвистическую и информационную совместимость с другими АИС. Как правило, разные организации входят в состав различных систем и сетей (республики, края, области, города, района, ведомства и т.п.), участником которых они являются или могут стать. Требования корпоративности могут входить в противоречие с требованиями или решениями, диктуемыми другими принципами, например – преемственности проектных решений.

Ориентация на первых лиц объекта автоматизации. Успешное выполнение работ по созданию АИС, её развитию и эксплуатации возможно при условии их безусловной поддержки первым лицом (директор организации) и закреплении непосредственной ответственности за их выполнение приказом по организации за руководителем на уровне не менее заместителя директора. В подразделениях организации ответственность за выполнение работ должна возлагаться на руководителей этих подразделений.

Рассмотрим некоторые из названных принципов.

Преемственность – принцип проектирования новых функциональных возможностей системы. Он заключается в обязательном учёте в новых проектных решениях ранее накопленного опыта, а также сохранения всех полезных для дальнейшего использования ресурсов и средств. В первую очередь это относится к информационным ресурсам, ранее действовавшим версиям АИС, средствам лингвистического обеспечения, а также имеющимся в наличии техническим средствам.

Непрерывность и поэтапность развития. Это не только принцип проектирования, но и одно из наиболее важных свойств АИС, которая не может длительное время не видоизменяться.

Как показывает практика, развитие АИС сложнее, чем её проектирование и сопровождение. Стыковка их с уже действующими в режиме промышленной эксплуатации системами может оказаться сложной задачей. не снижался уровень и качество функционирования системы необходимо проведение опытной эксплуатации.

Преемственность развития предполагает, наряду с сохранением ранее наработанного опыта и ресурсов, поэтапное развитие АИС. Сказанное относится к функциям системы, созданию и (или) внедрению новых средств информационного, программно-технологического, словарно-терминологического и технического обеспечения, а также сохранению ставших привычными для персонала АИС, машинных операций, визуальных форм рабочих листов и экранов.

Адаптивность рассматривается как заложенная в проектные решения возможность перестройки системы или отдельных её составляющих “на ходу”, т.е. без остановки эксплуатации АИС. Это одно из наиболее значимых свойств информационных систем.

Реализация модульного характера системы имеет свои преимущества и недостатки. Модульная структура программного обеспечения позволяет вести поэтапное внедрение пакетов прикладных программ, что развивает возможности системы, ускоряет её внедрение, а также гарантирует автономное применение каждого пакета в других АИС. К отрицательным моментам относится избыточность и раздробленность пакетов программ. Это усложняет эксплуатацию, требует наличия промежуточных носителей, дополнительных архивов, обеспечивающих надёжность хранения массивов и увеличивает трудоёмкость эксплуатации.

Основные качественные отличия АИС, появившиеся в соответствии с требованиями практики и внутренней логики их развития, имеют ряд следствий, выраженных в дополнительных требованиях к построению систем и обеспечению их функционирования.

Для успешного проведения проектных работ рекомендуется выявить один или несколько прототипов проектируемого объекта, на их основе разработать некоторое количество возможных вариантов (их количество, как правило, в несколько раз больше числа выявленных прототипов). Например, для определения организационно-управленческой структуры автоматизируемой организации в качестве прототипа можно использовать её существующую структуру.

Затем из полученных вариантов следует отобрать альтернативные разновидности. С учётом местных условий и локальных ограничений сократить оставшиеся варианты, из которых выбрать наилучшие решения.

В идеальном случае окончательный выбор может быть произведён по результатам тестирования в соответствии с заданным планом, которое должно включать имитацию проектирования реальной БД и разработки приложений и состоять из следующих шагов:

· установка и конфигурирование;

· разработка концептуальной схемы БД;

· формирование отчёта о концептуальной схеме;

· разработка графической схемы БД для конкретной СУБД;

· формирование отчёта о схеме БД;

· генерация схемы БД (трансформация схемы БД в файл DDL;

· разработка простейшего приложения;

· сопровождение схем БД (внесение изменений);

· обратное проектирование.