Состав информационных систем

По мнению академика А. И. Берга, система является сложной, если может быть описана на более чем одном языке. Одним из основных свойств ИС выступает делимость на подсистемы, которая имеет ряд преимуществ с точки зрения ее разработки и эксплуатации. В число таких достоинств входит упрощение: разработки и модернизации ИС в результате специализации групп проектировщиков по подсистемам; внедрения и поставки готовых подсистем в соответствии с очередностью выполнения работ; эксплуатации ИС вследствие специализации работников предметной области.

Обычно выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы ИС. Функциональные подсистемы информационно обслуживают определенные виды деятельности экономической системы (предприятия), характерные для структурных подразделений экономической системы и (или) функций управления. Интеграция функциональных подсистем в единую систему достигается за счет создания и функционирования обеспечивающих подсистем, таких как информационная, программная, математическая, техническая, технологическая, организационная и правовая подсистемы.

Функциональные подсистемы информационных систем. Функциональная подсистема ИС представляет собой комплекс экономических задач с высокой степенью информационных обменов (связей) между задачами. При этом под задачей будем понимать некоторый процесс обработки информации с четко установленным множеством входной и выходной информации (например, начисление сдельной заработной платы, учет прихода материалов, оформление заказа на закупку и т. д.). Состав функциональных подсистем во многом определяется особенностями экономической системы, ее отраслевой принадлежностью, формой собственности, размером, характером деятельности предприятия.

Функциональные подсистемы ИС могут строиться по различным принципам: предметному, функциональному, проблемному, смешанному (предметно-функциональному).

С учетом предметного признака для промышленных предприятий выделяют следующие подсистемы управления производственными и финансовыми ресурсами: управление материально-техническим снабжением, управление производством готовой продукции, управление персоналом, управление сбытом готовой продукции, управление финансами. При этом в подсистемах рассматривается решение задач на всех уровнях управления, обеспечивая интеграцию информационных потоков по вертикали. Для реализации функций управления различают следующие функциональные подсистемы: прогнозирование, нормирование, планирование (технико-экономическое и оперативное), учет, анализ, регулирование. Эти подсистемы реализуются на различных уровнях управления и объединены в контуры управления: маркетинг, производство, логистика, финансы (табл. 14.3).

Таблица 14.3 Решение задач функциональных подсистем.

Примером применения функционального принципа к выделению функциональных подсистем может служить многопользовательский сетевой комплекс полной автоматизации корпорации «Галактика» (АО «Новый атлант»), который включает в себя четыре контура автоматизации в соответствии с функциями управления: планирования, оперативного управления, учета и контроля, анализа.

Проблемный принцип формирования подсистем отражает необходимость гибкого и оперативного принятия управленческих решений по отдельным проблемам в рамках СППР, например решение задач бизнес-планирования, управления проектами. Такие подсистемы могут реализовываться в виде ЛИС, импортирующих данные из корпоративной информационной системы (например, система бизнес-планирования на основе пакета прикладных программ Project-Expert), или в виде специальных подсистем в рамках корпоративной ИС (например, ИС руководителя).

На практике чаще всего применяется смешанный (предметно-функциональный) подход, согласно которому построение функциональной структуры ИС осуществляется на основе разделения ее на подсистемы по характеру хозяйственной деятельности, которое должно соответствовать структуре объекта и системе управления, а также характеру выполняемых функций управления. Используя этот подход, можно выделить следующий типовой набор функциональных подсистем в общей структуре ИС предприятия.

Функциональный принцип: стратегическое развитие, технико-экономическое планирование, бухгалтерский учет и анализ хозяйственной деятельности.

Предметный принцип (подсистемы управления ресурсами) техническая подготовка производства, основное и вспомогательное производство, качество продукции, логистика, маркетинг, персонал.

Подсистемы, построенные по функциональному принципу, охватывают все виды хозяйственной деятельности предприятия (производство, снабжение, сбыт, персонал, финансы). Подсистемы, построенные по предметному принципу, относятся в основном к оперативному уровню управления ресурсами. Структура под;

Рис. 14.3. Структура функциональных подсистем ИС, выделенных по функционально-предметному принципу систем ИС, выделенных по функционально-предметному принципу, приведена на рис. 14.3.

Обеспечивающие подсистемы информационных систем.

Такие подсистемы являются общими для всей ИС независимо от конкретных функциональных подсистем, в которых применяются те или иные виды обеспечения. Состав обеспечивающих подсистем не зависит от выбранной предметной области. К ним относятся (рис. 14.4): функциональная структура, информационное, математическое (алгоритмическое и программное), техническое и организационное обеспечение, а также обеспечение трудовыми ресурсами. На фазе разработки ИС иногда дополнительно включают правовое, лингвистическое, технологическое, методологическое обеспечение и интерфейсы с внешними ИС.

В целом работу ИС в контуре управления описывают функциональная структура и информационное обеспечение. Поведение человека в контуре управления характеризуют организационное обеспечение и обеспечение трудовыми ресурсами. Поведение автомата в контуре управления описывают математическое и техническое обеспечение.

Рис. 14.4. Обеспечивающие подсистемы ИС.

Функциональная структура (рис. 14.5) представляет собой перечень реализуемых ею функций (задач) и отражает их соподчиненность. Под функцией ИС понимается круг действия ИС, направленных на достижение частной цели управления. Состав функций, реализуемых в ИС, регламентируется ГОСТом и подразделяется на информационные и управляющие функции.

Информационные функции, в свою очередь, включают в себя функции: централизованного контроля 1, 2, вычислительных и логических операций 3, 4. В число управляющих функций должны входить функции: поиска и расчета рациональных режимов управления 5; реализации заданных режимов управления б (см. рис. 14.5).

Информационное обеспечение (рис. 14.6) — это совокупность средств и методов построения информационной базы. Оно определяет способы и формы отображения состояния объекта управления в виде данных внутри ИС, документов, графиков и сигналов вне ИС. Внешнее информационное обеспечение включает в себя: правила классификации и кодирования информации, нормативно-справочную информацию, оперативную информацию, методические и инструктивные материалы. Внутреннее информационное обеспечение предусматривает описание: входных сигналов.

Рис. 14.5. Функциональная структура ИС:

• 1 — измерение значений параметров; 2 — измерение их отклонений от заданных значений;
• 3 — тестирование работоспособности ИС; 4 — подготовка и обмен информацией с другими системами; 5 — поиск и расчет рациональных режимов управления; б — реализация заданных режимов управления

Рис. 14.6. Информационное обеспечение ИС

и данных, промежуточных информационных массивов, выходных сигналов и документов.

Математическое обеспечение состоит из алгоритмического и программного (рис. 14.7). Алгоритмическое обеспечение — это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, используемых в системе для решения задач и обработки информации. Программное обеспечение состоит из общего (операционные системы, трансляторы, тесты и диагностика и др., т. е. все то, что обеспечивает работу «железа») и специального (прикладное программное обеспечение, позволяющее автоматизировать процессы управления в заданной предметной области).

Рис. 14.7. Математическое обеспечение ИС.

Техническое обеспечение (комплекс технических средств) состоит (рис. 14.8) из устройств: измерения, преобразования, передачи, хранения, обработки, отображения, регистрации, ввода (вывода) информации и исполнительных устройств.

Организационное обеспечение — это совокупность средств и методов организации производства и управления им в условиях внедрения ИС. Целью организационного обеспечения является: выбор и постановка задач управления; анализ системы управления и путей ее совершенствования; разработка решений по организации взаимодействия ИС и персонала; внедрение задач управления. Организационное обеспечение включает в себя методики проведения работ, требования к оформлению документов, должностные инструкции и т. д.

Организационное обеспечение является одной из важнейших подсистем ИС, от которой зависит успешная реализация целей и функций системы. В составе такого обеспечения можно выделить четыре группы компонентов.

Первым компонентом являются важнейшие методические материалы, регламентирующие процесс создания и функционирования системы (общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию ИС; типовые проектные решения; методические материалы по организации и проведению предпроектного обследования на предприятия; методические материалы по вопросам создания и внедрения проектной документации).

Вторым компонентом выступает совокупность средств, необходимых для эффективного проектирования и функционирования ИС (комплексы задач управления, в том числе типовые пакеты.

Рис. 14.8. Техническое обеспечение ИС прикладных программ, типовые структуры управления предприятием, унифицированные системы документов, общесистемные и отраслевые классификаторы и т. п.).

Третий компонент подсистемы организационного обеспечения — техническая документация, получаемая в процессе обследования, проектирования и внедрения системы (технико-экономическое обоснование, техническое задание, технический и рабочий проекты и документы, оформляющие поэтапную сдачу системы в эксплуатацию).

Четвертым компонентом является персонал, который представлен организационно-штатным расписанием, определяющим, в частности, состав специалистов по функциональным подсистемам управления.

Обеспечение трудовыми ресурсами — это совокупность методов и средств по организации и проведению обучения персонала приемам работы с ИС. Целью такого обеспечения является поддержание работоспособности ИС и возможности дальнейшего ее развития. Обеспечение трудовыми ресурсами предусматривает методики обучения, программы курсов и практических занятий, технические средства обучения и правила работы с ними и т. д.

Правовое обеспечение предназначено для регламентации процесса создания и эксплуатации ИС, которая включает в себя совокупность юридических документов с констатацией регламентных отношений по формированию, хранению, обработке промежуточной и результирующей информации системы.

Лингвистическое обеспечение — это совокупность научно-технических терминов и других языковых средств, используемых в информационных системах, а также правил формализации естественного языка, предусматривающих методы сжатия и раскрытия текстовой информации с целью повышения эффективности автоматизированной обработки информации и облегчающих общение человека с ИС. Языковые средства, включенные в подсистему лингвистического обеспечения, делятся (рис. 14.9) на две группы: традиционные языки (естественные, математические, алгоритмические, языки моделирования) и языки, предназначенные для диалога с ЭВМ (информационно-поисковые языки, языки СУБД, языки операционных сред, входные языки пакетов прикладных программ).

Технологическое обеспечение соответствует разделению ИС на подсистемы по технологическим этапам обработки различных видов информации:

? первичной информации (этапы технологического процесса сбора, передачи, накопления, хранения, обработки первичной информации, получения и выдачи результатной информации);

Рис. 14.9. Состав лингвистического обеспечения ИС.

• ? организационно-распорядительной документации (этапы получения входящей документации, передачи на исполнение, этапы формирования и хранения дел, составления и размножения внутренних документов и отчетов);
• ? технологической документации и чертежей (этапы ввода в систему и актуализации шаблонов изделий, ввода исходных данных и формирования проектной документации для новых видов изделий, выдачи на плоттер чертежей, актуализации банка ГОСТов, ОСТов, технических условий, нормативных данных, подготовки и выдачи технологической документации по новым видам изделий);
• ? баз данных и знаний (этапы формирования баз данных и знаний, ввода и обработки запросов на поиск решения, выдачи варианта решения и объяснения к нему);
• ? научно-технической информации, ГОСТов и технических условий, правовых документов и дел (этапы формирования поисковых образов документов, информационного фонда, ведения тезауруса справочника ключевых слов и их кодов, кодирования запроса на поиск, выполнения поиска и выдачи документа или адреса хранения документа).

Технологическое обеспечение развитых ИС включает в себя две подсистемы:

• 1) OLTP — оперативная обработка данных транзакционного типа, обеспечивает высокую скорость обработки большого числа транзакций, ориентированных на фиксированные алгоритмы поиска и обработки данных БД;
• 2) OLAP — оперативный анализ данных для поддержки принятия управленческого решения.

Технологии OLAP обеспечивают: анализ и моделирование данных в оперативном режиме, работу с предметно-ориентированными хранилищами данных; реализацию запросов произвольного вида, формирование системы знаний о предметной области и др.

В методологическом обеспечении формулируются основные положения концепции проектирования ИС на основе построения системы параллельно развивающихся статических и динамических моделей, из которых извлекаются требования и спецификации проекта ИС.

Система моделей включает в себя описание процессов, функций, потоков, данных и других статических и динамических аспектов деятельности организаций. Статические и динамические модели строятся только для основных видов деятельности организации и только в том объеме и с той степенью подробности, которая обеспечивает формирование требований к ИС. При определении требований к ИС это позволяет ограничиться представлением только информационных процессов, связанных с оказанием услуг клиентам. Информационные системы разбиваются на совокупность архитектур, каждая из которых описывает различные аспекты ИС с разных точек зрения. Это позволяет разделить формирование требований к ИС на ряд итерационно выполняемых шагов, на каждом из которых решаемые задачи построения моделей и исследования вариантов архитектур имеют меньшую размерность и более просты, чем вся задача определения требований к ИС в целом.

Интерфейсы с внешними ИС (Interfaces) обеспечивают обмен данными, расширение функциональности приложений за счет программного интерфейса Application Program Interface, API и доступа:

• ? к объектам Microsoft Jet (БД, электронные таблицы, запросы, наборы записей и др.) в программах на языках Microsoft Access Basic, Microsoft Visual Basic — Data Access Object (DAO);
• ? реляционным БД под управлением Microsoft Windows Open Standards Architecture (WOSA) — Open Database Connectivity (ODBC);
• ? компонентной модели объектов — Component Object Model (СОМ), поддерживающей стандартный интерфейс доступа к объектам и методам обработки объектов, независимо от их природы, местонахождения, структуры, языков программирования;
• ? локальным и удаленным объектам других приложений на основе технологии манипулирования Automation (OLE Automation), обеспечивающей взаимодействие сервера и клиента;
• ? объектам ActiveX (элементам управления OLE и OCX) для их включения в Web-приложения при сохранении сложного форматирования и анимации; и др.

Информационная система поддерживает работу трех категорий пользователей (User):

• 1) конечные пользователи (End Users, Internal Users) —управленческий персонал, специалисты, технический персонал, которые по роду своей деятельности используют ИТ управления;
• 2) администраторы ИС, в том числе: конструктор или системный аналитик (Analyst), обеспечивающий управление эффективностью ИС и определяющий перспективы развития ИС; администратор приложений (Application Administrator), который обеспечивает формализацию информационных потребностей бизнес-приложений, управление эффективностью и развитием бизнес-приложений; администратор данных (Data Base Administrator), обеспечивающий эксплуатацию и поддержание качественных характеристик ИБ (БД); администратор компьютерной сети (Network Administrator), который обеспечивает надежную работу сети, управляет санкционированным доступом пользователей, устанавливает защиту сетевых ресурсов; системные и прикладные программисты (System Programmers, Application Programmers), осуществляющие создание, сопровождение и модернизацию программного обеспечения ИС; технический персонал (Technicians), который обеспечивает обслуживание технических средств обработки данных;
• 3) внешние пользователи (External Users) — потребители выходной информации ИС, контрагенты.

Техническое обеспечение (комплекс технических средств).

Технические средства можно также классифицировать согласно их роли в технологическом процессе обработки информации:

• ? вычислительные машины или компьютеры (рабочие станции, персональные компьютеры, серверы), являющиеся центральным звеном системы обработки данных;
• ? периферийные технические средства, обеспечивающие ввод и вывод информации;
• ? сетевые коммуникации (компьютерные сети и телекоммуникационное оборудование) для передачи данных;
• ? средства оргтехники и связи.

Технические средства обработки данных, программное обеспечение и организация баз данных в совокупности определяют информационно-технологическую архитектуру (ИТА) ИС. Различают следующие типы ИТА: централизованные, телекоммуникационные, системы телеобработки данных (СТД), многомашинные комплексы (ММК).

Централизованная ИТА предусматривает хранение и обработку данных на центральном компьютере, удобство администрирования ИС. К ее недостаткам относят: ограничение на рост объемов хранимых данных, увеличение производительности ИС, высокий уровень риска неработоспособности ИС.

Телекоммуникационная ИТА — наиболее распространенный вариант построения системы обработки данных для крупномасштабных ИС на базе компьютерных сетей и их ассоциации. Поддержка программных и технических интерфейсов осуществляется в соответствии со стандартами OSI (Open System Interconnection).

Система телеобработки данных — наиболее дешевый способ организации одновременной работы большого числа пользователей при использовании мощного центрального компьютера. Высокопроизводительные каналы телекоммуникации позволяют не зависеть от места обработки или хранения данных.

Многомашинный комплекс осуществляет интеграцию вычислительных ресурсов (внешней памяти, процессоров) нескольких компьютеров, расположенных в непосредственной близости друг от друга, в один «объединенный» компьютер; дает возможность эффективного выполнения сложных вычислений; повышает надежность ИС, увеличивает объем хранимых данных. Вместе с тем сохраняется централизованный характер хранения и обработки данных и программ, зависимость пользователей от места обработки данных.

Основное назначение КС состоит в поддержке взаимодействия пользователей сети за счет сетевых ресурсов вычислительных и информационных), создании сетевых сервисов (услуг), обеспечивающих рост производительности ИС, повышение надежности и качества работы ИС.

Важнейшим параметром КС является топология сети (схема информационных потоков в сети): общая шина, кольцо (петля), звезда, иерархическая структура и др. По масштабу территории охвата принято выделять вычислительные сети: локальные — охват до нескольких километров, региональные (РВС, Metropolitan Area Network — MAN) — муниципальные, отраслевые, охват до нескольких сотен километров, глобальные (ГВС, Wide Area Network —WAN) — без ограничения масштаба территории. По признаку владения (принадлежности) различают компьютерные сети: корпоративные (закрытые) — их владельцами являются сообщества, организации и предприятия, ассоциации пользователей; общедоступные (открытые).

В зависимости от однородности сетевых сервисов для узлов сети КС подразделяются на одноранговые и серверные. При одноранговых сетях все рабочие станции «равны» между собой по набору сетевых сервисов и телекоммуникационных функций обработки данных. Для серверных сетей различают два типа узлов: серверы, реализующие предписанные сетевые сервисы, и рабочие станции, потребляющие сетевые сервисы. Например, файловый сервер обеспечивает хранение, передачу и прием файлов, защиту от несанкционированного доступа; сервер печати управляет выполнением заданий на печать на сетевом принтере, сервер базы данных обеспечивает хранение, первичную обработку данных и др.).

Серверные сети имеют различную архитектуру построения: файл-серверную, клиент-серверную, сервис-ориентированную. В первом варианте единицей обмена данных между сервером и рабочей станцией является файл, в других — сообщение.

Файл-серверные сети при увеличении числа пользователей имеют большой сетевой трафик. Общие данные, хранимые на сервере и поступающие на рабочие станции для обработки, недоступны для одновременного использования в процессе редактирования. Это ограничивает пропускную способность и доступность ИС.

Клиент-серверные сети используют более сложное программное обеспечение, серверная и клиентская части программного кода различаются между собой, устранены основные недостатки файл-серверных сетей, когда единицей обмена между сервером и рабочей станцией является запрос и релевантная запросу выборка, а не целый файл; при редактировании данные доступны для коллективного доступа; уменьшена нагрузка на сетевой трафик.

Клиент-серверная архитектура имеет три разновидности:

• 1) двухуровневый «толстый» клиент — на рабочей станции находится программное обеспечение в виде пользовательского интерфейса, программ бизнес-приложений. Обработка данных функциональных задач осуществляется на рабочей станции. Сервер обеспечивает хранение файлов и баз данных, управление сетевыми ресурсами (доступ к файлам и базе данных, сетевые принтеры);
• 2) двухуровневый «тонкий» клиент — на рабочей станции находится только программное обеспечение в виде пользовательского интерфейса; на сервере располагаются общесетевые ресурсы (база данных, бизнес-приложения, принтеры). Обработка запросов к базе с использованием общесетевых бизнес-приложений выполняется на сервере.
• 3) трехуровневый клиент-сервер — на рабочей станции находится только программное обеспечение в виде пользовательского интерфейса, сетевые ресурсы (бизнес-приложения, базы данных, принтеры) располагаются на разных серверах. При этом возможна и трехзвенная конструкция: клиент—сервер приложений — сервер ресурсов, основанная на использовании специального программного обеспечения (монитор обработки транзакций, программный интерфейс взаимодействия серверов-приложений с серверами базы данных — протокол ХА).

Технология сервис-ориентированных сетей поддерживает различные Intranet/Internet технологии: браузер — сервер приложений — сервер ресурсов; сервер динамических страниц — Web-сервер.

В заключение отметим, что все обеспечивающие подсистемы связаны между собой и с функциональными подсистемами. Так, например, подсистема «Организационное обеспечение» определяет порядок разработки и внедрения ИС, организационную структуру ИС и состав работников, правовые инструкции для которых содержатся в подсистеме «Правовое обеспечение».

Функциональные подсистемы определяют составы и постановки задач, математические модели и алгоритмы, решения которых разрабатываются в составе подсистемы «Математическое обеспечение» и которые, в свою очередь, служат базой для разработки прикладных программ, входящих в состав подсистемы «Программное обеспечение».

Функциональные подсистемы, компоненты математического и программного обеспечения определяют принципы организации и состав классификаторов документов, состав информационной базы. Разработка структуры и состава информационной базы позволяет интегрировать все задачи функциональных подсистем в единую экономическую ИС, функционирующую по принципам, сформулированным в документах организационного и правового обеспечения.

Объемные данные потоков информации вместе с расчетными данными относительно степени сложности разрабатываемых алгоритмов и программ позволяют выбрать и рассчитать компоненты технического обеспечения. Выбранный комплекс технических средств дает возможность определить тип операционной системы, разработанное программное, информационное обеспечение позволяет организовать технологию обработки информации для решения задач, входящих в соответствующие функциональные подсистемы.