Кто не делится найденным, подобен свету в дупле секвойи (древняя индейская пословица)
Версия для печати
Библиографическая запись:
Понятие информационной системы (ИС), задачи ИС, свойства и требования ИС, основные процессы ИС. — Текст : электронный // Myfilology.ru – информационный филологический ресурс : [сайт]. – URL: https://myfilology.ru//165/informaczionnye-sistemy-i-texnologii/ponyatie-informaczionnoj-sistemy-is-zadachi-is-svojstva-i-trebovaniya-is-osnovnye-proczessy-is/ (дата обращения: 23.04.2024)
Понятие информационной системы (ИС), задачи ИС, свойства и требования ИС, основные процессы ИС
Содержание
Понятие информационной системы
Под информационной системой понимается организованная совокупность программно-технических и других вспомогательных средств, технологических процессов и функционально-определенных групп работников, обеспечивающих сбор, представление и накопление информационных ресурсов в определенной предметной области, поиск и выдачу сведений, необходимых для удовлетворения информационных потребностей установленного контингента пользователей — абонентов системы.
Информационная система (ИС) — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Информационные системы, в которых представление, хранение и обработка информации осуществляются с помощью вычислительной техники, называются автоматизированными, или сокращенно АИС. Автоматизированные информационные системы в настоящее время являются неотъемлемой частью современного инструментария информационного обеспечения различных видов деятельности и наиболее бурно развивающейся отраслью индустрии информационных технологий.
Таким образом, информационные системы являются основным средством, инструментарием решения задач информационного обеспечения.
Задачи информационной системы
Основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. ИС предназначены для хранения, обработки, поиска, распространения, передачи и представления информации.
• справочные; • поисковые; • расчетные; • технологические.
Свойства и требования информационных систем
Свойства
Согласно определению, система есть сущность, которая в результате взаимодействия ее частей (компонентов) может поддерживать свое существование и функционировать как единое целое. Из определения следует, что поведение системы зависит не от природы свойств образующих ее частей, а от того, как эти части соединены между собой.
Таким образом, системы функционируют как целое, что порождает у них свойства, отличающиеся от свойств составляющих ее частей. Эти свойства известны как эмерджентные (возникающие). Если систему разделить на компоненты, то обнаружить ее существенные свойства станет невозможным, они проявляются только в результате действия целостной системы.
В зависимости от предметной области информационные системы могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить ряд свойств, которые являются общими:
- информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к данным;
- информационные системы ориентируются на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификацией в области применения вычислительной техники. Поэтому клиентские приложения информационной системы должны обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который предоставляет конечному пользователю все необходимые для работы функции, но в то же время не дает ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.
Требования
Информационная система должна соответствовать требованиям гибкости, надежности, эффективности и безопасности.
Гибкость. Гибкость, способность к адаптации и дальнейшему развитию подразумевает возможность приспособления информационной системы к новым условиям, новым потребностям предприятия. Выполнение этих условий возможно, если на этапе разработки информационной системы использовались общепринятые средства и методы документирования, так что по прошествии определенного времени будет возможно разобраться в структуре системы и внести в нее соответствующие изменения, даже если все разработчики или их часть по каким-либо причинам не смогут продолжить работу.
Любая информационная система рано или поздно морально устареет и станет вопрос о ее модернизации или полной замене. Разработчики информационных систем, как правило, не являются специалистами в прикладной области, для которой разрабатывается система. Участие в модернизации или создании новой системы той же группы проектировщиков существенно сократит сроки модернизации. Вместе с тем возникает риск применения устаревших решений при модернизации системы. Рекомендация в таком случае одна — внимательнее относиться к поиску разработчиков информационных систем.
Надежность. Надежность информационной системы подразумевает ее функционирование без искажения находящейся в ней информации, потери данных по «техническим причинам». Требование надежности обеспечивается созданием резервных копий хранимой информации, выполнением операций журнализации, поддержанием качества каналов связи и физических носителей информации, использованием современных программных и аппаратных средств. Сюда же следует отнести защиту от случайных потерь информации в силу недостаточной квалификации персонала.
Эффективность. Система будет эффективной, если с учетом выделенных ей ресурсов она позволяет решать возложенные на нее задачи в минимальные сроки. В любом случае оценка эффективности будет производиться заказчиком исходя из вложенных в разработку средств и соответствия представленной информационной системы его ожиданиям. Негативной оценки эффективности информационной системы со стороны заказчика можно избежать, если представители заказчика будут привлекаться к процессу проектирования системы на всех его стадиях. Такой подход позволяет многим конечным пользователям уже на этапе проектирования адаптироваться к изменениям условий работы, которые иначе были бы приняты враждебно.
Эффективность системы обеспечивается оптимизацией данных и методов их обработки, применением оригинальных разработок, идей, методов проектирования (в частности, спиральной модели проектирования информационной системы, о которой речь пойдет в следующих главах). Не следует забывать о том, что работать с системой придется обычным людям, являющимся специалистами в своей предметной области, но зачастую обладающим весьма средними навыками в работе с компьютерами. Интерфейс информационных систем должен быть им интуитивно понятен. В свою очередь разработчик-программист должен понимать характер выполняемых конечным пользователем операций. Рекомендациями в этом случае могут служить повышение эффективности управления разработкой информационных систем, улучшение информированности разработчиков о предметной области.
Безопасность. Под безопасностью прежде всего подразумевается свойство системы, в силу которого посторонние лица не имеют доступа к информационным ресурсам организации, кроме тех, которые для них предназначены. Защита информации от постороннего доступа обеспечивается управлением доступом к ресурсам системы, использованием современных программных средств защиты информации.
В крупных организациях целесообразно создавать подразделения, основным направлением деятельности которых было бы обеспечение информационной безопасности, в менее крупных организациях назначать сотрудника, ответственного за данный участок работы. Система, не отвечающая требованиям безопасности, несет в себе риск причинения ущерба интересам заказчика, прежде всего имущественным.
Кроме злого умысла при обеспечении безопасности информационных систем приходится сталкиваться еще с несколькими факторами. В частности, современные информационные системы являются достаточно сложными программными продуктами. При их проектировании с высокой вероятностью возможны ошибки, вызванные большим объемом программного кода, несовершенством компиляторов, несовершенством человеческого фактора, несовместимостью с используемыми программами сторонних разработчиков в случае их модификации и т. п. Поэтому за фазой разработки информационной системы неизбежно следует фаза ее сопровождения в процессе эксплуатации, в которой происходит выявление скрытых ошибок и их исправление.
Требование безопасности обеспечивается использованием новейших средств разработки информационных систем, методов защиты информации, применением современных аппаратных средств, паролирования и журнализации, постоянного мониторинга состояния безопасности операционных систем и средств их защиты.
Основные процессы информационных систем
В состав базовых информационных процессов входят: извлечение информации; транспортирование информации; обработка информации; хранение информации; представление и использование информации.
Извлечение информации
Непосредственно в процессе извлечения информации можно выделить следующие фазы:
- накопление — системное или бессистемное (стихийное) накопление информации в рамках предметной области;
- структурирование — выделение основных понятий, выработка структуры представления информации, обладающей максимальной наглядностью, простотой изменения и дополнения;
- формализация — представление структурированной информации в форматах машинной обработки, т* е. на языках описания данных и знаний;
- обслуживание — корректировка формализованных данных и знаний (добавление, обновление), удаление устаревшей информации, фильтрация данных и знаний для поиска информации, необходимой пользователям.
При извлечении информации важное место занимают различные формы и методы исследования данных:
- нахождение ассоциаций, связанных с привязкой к какому-либо событию;
- нахождение последовательностей событий во времени;
- нахождение скрытых закономерностей по наборам данных путем определения причинно-следственных связей между значениями определенных косвенных параметров исследуемого объекта (ситуации, процесса);
- оценка влияния (важности) параметров на события и ситуации;
- классифицирование (распознавание), осуществляемое путем поиска критериев, по которым можно было бы относить объект (события, ситуации, процессы) к той или иной классификационной категории;
- кластеризация, основанная на группировании объектов по каким-либо признакам;
- прогнозирование событий и ситуаций.
Следует упомянуть неоднородность (разнородность) информационных ресурсов, характерную для многих предметных областей. Одним из путей решения данной проблемы является объектно-ориентированный подход, наиболее распространенный в настоящее время.
Транспортирование информации
Основным физическим способом реализации операции транспортировки является использование локальных сетей и сетей передачи данных. При разработке и использовании сетей для обеспечения совместимости используется ряд стандартов, объединенных в семиуровневую модель открытых систем, принятую во всем мире и определяющую правила взаимодействия компонентов сети на данном уровне (протокол уровня) и правила взаимодействия компонентов различных уровней (межуровневый интерфейс).
Международные стандарты в области сетевого информационного обмена нашли отражение в эталонной семиуровневой модели, известной как модель OSI (Open Systems Interconnection — связь открытых систем). Данная модель разработана международной организацией по стандартизации (International Standards Organization — ISO). Большинство производителей сетевых программно-аппаратных средств стремятся придерживаться модели OSI. Но в целом добиться полной совместимости пока не удается.
Физический уровень реализует физическое управление и относится к физической цепи, по которой передаются биты информации, например, телефонной. На этом уровне модель OSI определяет физические, электрические, функциональные и процедурные характеристики цепей связи, а также требования к сетевым адаптерам и модемам.
Канальный уровень осуществляет управление звеном сети (каналом) и относится к пересылке блоков (совокупности битов) по физическому звену. Осуществляет такие ^процедуры управления, как определение начала и конца блока, обнаружение ошибок передачи, адресация сообщений и др. Канальный уровень определяет правила совместного использования сетевых аппаратных средств компьютерами сети.
Сетевой уровень относится к виртуальной (воображаемой) цепи, которая не обязана существовать физически. С помощью интерфейса, обеспечиваемого этим уровнем, удается «спрятать» сложности управления передачей на физическом уровне. Программные средства данного уровня обеспечивают определение маршрута передачи пакетов в сети. Маршрутизаторы, обеспечивающие поиск оптимального маршрута на основе анализа адресной информации, функционируют на сетевом уровне модели OSI. В качестве простейшего маршрутизирующего устройства между сегментами сети или различными локальными сетями может выступать и устройство, функционирующее на более низком канальном уровне модели OSI, называемое мостом.
Первые три уровня образуют общую сеть, которую коллективно могут использовать многие пользователи. На транспортном уровне контролируется очередность пакетов сообщений и их принадлежность.. Таким образом, в процессе обмена между компьютерами поддерживается виртуальная связь, аналогичная телефонной коммутации.
На сеансовом уровне между компьютерами устанавливается и завершается виртуальная связь по такому же принципу, как при голосовой телефонной связи. Из-за обилия способов взаимодействия между пользователями в некоторых случаях трудно организовать процесс взаимодействия между ними. Для устранения этих трудностей на данном уровне координируются и стандартизируются процессы установления сеанса, управления передачей и приемом пакетов сообщений, завершения сеанса.
Программные средства уровня представления выполняют преобразования данных из внутреннего формата передающего компьютера во внутренний формат компьютера получателя, если эти форматы отличаются друг от друга (например, IBM PC и DEC). Данный уровень включает функции, относящиеся к используемому набору символов, кодированию данных и способам представления данных на экранах дисплеев или печати. Помимо конвергирования форматов на данном уровне осуществляется сжатие передаваемых данных и их распаковка.
Прикладной уровень относится к функциям, которые обеспечивают поддержку пользователю на более высоком прикладном и системном уровнях, например:
- организация доступа к общим сетевым ресурсам — информации, дисковой памяти, программным приложениям, внешним устройствам (принтерам, стримерам и др.);
- общее управление сетью (управление конфигурацией, разграничение доступа к общим ресурсам сети, восстановление работоспособности после сбоев и отказов, управление производительностью);
- передача электронных сообщений, включая электронную почту;
- организация электронных конференций;
- диалоговые функции высокого уровня
Обработка информации
Обработка информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов и является одной из основных операций, выполняемых с информацией и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.
На самом верхнем уровне можно выделить числовую и нечисловую обработки. В указанные виды обработки вкладывается разная трактовка понятия «данные». При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, матрицы, многомерные массивы, константы и т.д. При нечисловой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т.д. Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет большого значения, в то время как при нечисловой обработке необходимы непосредственные сведения об объектах, а не их совокупность в целом.
С точки зрения реализации на основе современных достижений вычислительной техники выделяют такие виды обработки информации:
- последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архитектуре ЭВМ, располагающей одним процессором;
- параллельная обработка, характеризующаяся наличием нескольких процессоров в ЭВМ;
- конвейерная обработка, связанная с использованием в архитектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, причем если эти задачи тождественны, то это последовательный конвейер, если задачи одинаковые — векторный конвейер.
Принято относить существующие архитектуры ЭВМ с точки зрения обработки информации к одному из следующих классов:
Архитектуры с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных (SISD) — традиционные фоннеймановские однопроцессорные системы, где имеется центральный процессор, работающий с парами «атрибут — значение».
Архитектуры с одиночным потоком команд и множественным потоком данных (SIMD) — особенность данного класса — наличие одного (центрального) контроллера, управляющего рядом одинаковых процессоров. В зависимости от возможностей контроллера и процессорных элементов, числа процессоров, организации режима поиска и характеристик маршрутных и выравнивающих сетей выделяют:
- матричные процессоры, используемые для решения векторных и матричных задач;
- ассоциативные процессоры, применяемые для решения нечисловых задач и использующие память, в которой можно обращаться непосредственно к информации, хранящейся в ней;
- процессорные ансамбли, применяемые для числовой и нечисловой обработки;
- конвейерные и векторные процессоры.
Архитектуры с множественным потоком, команд и одиночным потоком данных (MISD) — конвейерные процессоры.
Архитектуры с множественным потоком команд и множественным потоком данных (MIMD) — мультипроцессорные системы, системы с мультобработкой, вычислительные системы из многих машин, вычислительные сети.
Создание данных как процесс обработки предусматривает их образование в результате выполнения некоторого алгоритма и дальнейшее использование для преобразований на более высоком уровне.
Модификация данных связана с отображением изменений в реальной предметной области, осуществляемых путем включения новых данных и удалением ненужных.
Безопасность и целостность направлены на адекватное отображение реального состояния предметной области в информационной модели и обеспечивают защиту информации от несанкционированного доступа (безопасность) и от сбоев и повреждений технических и программных средств. Поиск информации, хранимой в памяти компьютера, осуществляется как самостоятельное действие при выполнении ответов на различные запросы, так и вспомогательная операция при обработке информации.
Поддержка принятия решения является наиболее важным действием, выполняемым при обработке информации. Широкая альтернатива принимаемых решений приводит к необходимости использования разнообразных математических моделей.
Создание документов, сводок, отчетов заключается в преобразовании информации в формы, пригодные для чтения как человеком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие операции как обработка, считывание, сканирование и сортировка документов.
Преобразование информации осуществляет ее перевод из одной формы представления или существования в другую и определяется потребностями, возникающими в процессе реализации информационных технологий. п
Реализация всех действий, выполняемых в процессе обработки информации, осуществляется с помощью разнообразных программных средств. Наиболее распространенной областью применения технологической операции обработки информации является принятие решений.
В зависимости от степени информированности о состоянии управляемого процесса, полноты и точности моделей объекта и системы управления, взаимодействия с окружающей средой процесс принятия решения протекает в условиях определенности, риска, неопределенности и многокритериальности.
Хранение информации
Хранение и накопление — одни из основных действий, осуществляемые с информацией, и главное средство обеспечения ее доступности в течение некоторого промежутка времени. В настоящее время определяющими направлениями реализации этих операций является концепция базы данных, хранилища данных.
База данных — совокупность взаимосвязанных данных, используемых несколькими пользователями и хранящихся с регулируемой избыточностью. Хранимые данные не зависят от программ пользователей, для модификации и внесения изменений применяется общий управляющий метод.
Система баз данных — совокупность управляющей системы, прикладного программного обеспечения, базы данных, операционной системы и технических средств, обеспечивающих информационное обслуживание пользователей.
Хранилище данных (Склад данных — ХД, Информационное хранилище — Data Warehouse) — база данных, хранящая данные, агрегированные по многим измерениям. Основные отличия ХД от БД: агрегирование данных; данные из ХД никогда не удаляются; пополнение ХД происходит на периодической основе; автоматическое формирование новых агрегатов данных, зависящих от старых; доступ к ХД осуществляется на основе многомерного куба или гиперкуба.
Витрины данных (Data Mart), альтернатива хранилищу данных — множество тематических БД, содержащих информацию, относящуюся к отдельным информационным аспектам предметной области.
Репозитарий в упрощенном виде можно рассматривать просто как базу данных, предназначенную для хранения не пользовательских, а системных данных. Технология репозитариев проистекает от словарей данных, которые по мере обогащения новыми функциями и возможностями приобретали черты инструмента для управления метаданными.
Каждый из участников действия (пользователь, группа пользователей, «физическая память») имеет свое представление об информации.
Представление и использование информации
В условиях использования информационных технологий функции взаимодействия распределены между человеком и техническими устройствами. При анализе деятельности человека наибольшее значение имеют эргономические (инженернопсихологические) и психологические (социально-психологические) факторы.
Эргономические факторы позволяют, во-первых, определить рациональный набор функций человека, во-вторых, обеспечить рациональное сопряжение человека с техническими средствами и информационной средой.
Психологические факторы имеют большое значение, так как внедрение информационных технологий в корне изменяет деятельность человека. Наряду с положительными моментами, связанными с рационализацией деятельности, предоставлением новых возможностей, возникают и негативные явления. Это может быть вызвано различными факторами: психологическим барьером, усложнением функций, другими субъективными факторами (условиями и организацией труда, уровнем заработной платы, результативностью труда, изменением квалификации).
При использовании информационных технологий человек воспринимает не сам объект как таковой, а некоторую его обобщенную информационную модель, что накладывает особые требования на совместимость пользователя с различными компонентами информационных технологий.
Важным признаком, который необходимо учитывать при разработке и внедрении информационных технологий, является отношение человека к информации. Оно может быть пассивным, когда пользователю предоставляется информация по жесткому алгоритму, и активным, когда пользователь создает необходимые ему данные.
Основной задачей операции представления информации пользователю является создание эффективного интерфейса в системе «человек-компьютер». При этом осуществляется преобразование информации в форму, удобную для восприятия пользователя.
Среди существующих вариантов интерфейса в системе «человек-компьютер» можно выделить два основных типа: на основе меню («смотри и выбирай») и на основе языка команд («вспоминай и набирай»).
Интерфейсы на основе меню облегчают взаимодействие пользователя с компьютером, так как не требуют предварительного изучения языка общения с системой. На каждом шаге диалога пользователю предъявляются все возможные в данный момент команды в виде наборов пунктов меню, из которого пользователь должен выбрать нужный. Такой способ общения удобен для начинающих и непрофессиональных пользователей.
Интерфейс на основе языка команд требует знания пользователем синтаксиса языка общения с компьютером. Достоинствами командного языка являются его гибкость и мощность.
Указанные два способа реализации интерфейса представляют собой крайние случаи, между которыми возможно существование различных промежуточных вариантов.
Технология представления информации должна давать дополнительные возможности для понимания ее пользователями, поэтому целесообразно использование графики, диаграмм, карт.
Пользовательский интерфейс целесообразно строить на основе концептуальной модели предметной области, которая представляется совокупностью взаимосвязанных объектов со своей структурой. Однако доступ к объектам и их экземплярам возможен только через систему окон различных типов, часть окон связана с конкретным объектом. В соответствии с этим в сценарии работы пользователя при информационном наполнении понятий предметной области выделяются две фазы: выбор окон и работа с окнами.
Web - это инфраструктурный интерфейс для пользователей различных уровней.
Несомненным преимуществом Web-технологии является удобная форма предоставления информационных услуг потребителям, определяемая как концепция публикаций информации и имеющая следующее особенности:
- информация предоставляется потребителю в виде публикаций;
- публикация может объединять информационные источники различной природы и географического расположения;
- изменения в информационных источниках мгновенно отражаются в публикациях;
- в публикациях могут содержаться ссылки на другие публикации без ограничения на местоположение и источники последних (гипертекстовые ссылки);
- потребительские качества публикаций соответствуют современным стандартам мультимедиа (доступны текст, графика, звук, видео, анимация);
- публикатор не заботится о процессе доставки информации к потребителю;
- количество потенциальных потребителей информации практически не ограничено;
- публикации отражают текущую информацию, время запаздывания определяется исключительно скоростью подготовки электронного документа;
- информация, представленная в публикации, легко доступна благодаря гипертекстовым ссылкам и средствам контекстного поиска;
- информация легко усваивается потребителем благодаря широкому спектру изобразительных возможностей, предоставляемых Web-технологией;
- технология не предъявляет особых требований к типам и источникам информации;
- технология допускает масштабируемые решения: увеличение числа одновременно обслуживаемых потребителей не требует радикальной перестройки системы.
23.04.2022, 3230 просмотров.