2.3 Структура информационных систем - ИС

Структура ИС представляет собой совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.

Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

Если общую структуру ИС рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения, то в этом случае подсистемы называют обеспечивающими.

Среди основных подсистем ИС обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Структура информационных систем как совокупность

обеспечивающих подсистем

Рисунок 2.3

2.3.1 Информационное обеспечение. Классификаторы. Методы классификации

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

Информационное обеспечение - это совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

1. Системы классификации и кодирования информации

Классификатор представляет собой систематизированный свод, перечень каких-либо объектов, позволяющий находить каждому их них свое место, и имеют определенное (обычно числовое) обозначение. Система классификации позволяет сгруппировать объекты выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств.

Классификация объектов - это процедура группировки на качественном уровне, направленная на выделение однородных свойств. Применительно к информации, как к объекту классификации, выделенные классы называют информационными объектами.

В любой стране разработаны и применяются государственные, отраслевые, региональные классификаторы. Например, классифицированы: отрасли промышленности, оборудование, профессии, единицы измерения, статьи затрат и т.д.

Классификатор - систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок.

Назначение классификатора:

- систематизация наименований кодируемых объектов;

- однозначная интерпретации одних и тех же объектов в различных задачах;

- возможность обобщения информации по заданной совокупности признаков;

- возможность сопоставления одних и тех же показателей, содержащихся в формах статистической отчетности;

- возможность поиска и обмена информацией между различными внутрифирменными подразделениями и внешними информационными системами;

- экономия памяти компьютера при размещении кодируемой информации.

Разработаны три метода классификации объектов, которые различаются разной стратегией применения классификационных признаков.

Методы классификации объектов:

- Иерархический метод классификации

Учитывая достаточно жесткую процедуру построения структуры классификации, необходимо перед началом работы определить ее цель, т.е. какими свойствами должны обладать объединяемые в классы объекты. Эти свойства принимаются в дальнейшем за признаки классификации.

В иерархической системе классификации каждый объект на любом уровне должен быть отнесен к одному классу, который характеризуется конкретным значением выбранного классификационного признака. Для последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационные признаки и их значения. Таким образом, выбор классификационных признаков будет зависеть от семантического содержания того класса, для которого необходима группировка на последующем уровне иерархии.

Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризует глубину классификации .

Иерархическая система классификации

Рисунок 2.3.1(1)

Достоинства иерархической системы классификации:

- простота построения;

- использование независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры.

Недостатки иерархической системы классификации:

- жесткая структура, которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки;

- невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.

- Фасетный метод классификации

В отличие от иерархической позволяет выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасетами (facet - рамка). Каждый фасет содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотя предпочтительнее их упорядочение.

Схема построения фасетной системы классификации представляется в виде таблицы.

		Фасеты
		Ф 1	Ф 2	Ф 3	…	Ф i	…	Ф n
Значения фасетов	1
	2
	3
	…
	k
	…

Фасетная система классификации

Рисунок 2.3.1(2)

Названия столбцов соответствуют выделенным классификационным признакам (фасетам), обозначенным Ф 1 , Ф 2 , Ф 3 , …, Ф i , …, Ф n . В каждой клетке таблицы хранится конкретное значение фасета. Процедура классификации состоит в присвоении каждому объекту соответствующих значений из фасетов. При этом могут быть использованы не все фасеты. При построении фасетной системы классификации необходимо, чтобы значения, используемые в различных фасетах, не повторялись. Фасетную систему легко можно модифицировать, внося изменения в значения любого фасета.

Достоинства фасетной системы классификации:

- возможность создания большой емкости классификации, т.е. использования большого числа признаков классификации и их значений для создания группировок;

- возможность простой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующих группировок.

Недостатком фасетной системы классификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать все многообразие классификационных признаков.

- Дескрипторный метод классификации

Для организации поиска информации, для ведения тезаурусов (словарей) эффективно используется дескрипторная (описательная) система классификации, язык которой приближается к естественному языку описания информационных объектов. Особенно широко она используется в библиотечной системе поиска. Суть дескрипторного метода классификации заключается в следующем:

- отбирается совокупность ключевых слов или словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупность однородных объектов;

- выбранные ключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации , т.е. из совокупности синонимов выбирается один или несколько наиболее употребляемых;

- создается словарь дескрипторов , т.е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результате процедуры нормализации.

Между дескрипторами устанавливаются связи, которые позволяют расширить область поиска информации.

- Система кодирования

Применяется для замены названия объекта на условное обозначение (код) в целях обеспечения удобной и более эффективной обработки информации.

Система кодирования - совокупность правил кодового обозначения объектов. Код строится на базе алфавита, состоящего из букв, цифр и других символов. Код характеризуется: длиной - число позиций в коде, и структурой - порядок расположения в коде символов, используемых для обозначения классификационного признака.

2. Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель - это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

- к унифицированным системам документации;

- к унифицированным формам документов различных уровней управления;

- к составу и структуре реквизитов и показателей;

- к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:

- чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;

- одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;

- работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;

- имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

Поэтому устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.

3. Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.

Пример:

Простейшая схема потоков данных - схема, в которой отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника - от момента ее создания до выхода приказа о его зачислении на работу.

Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:

- исключение дублирующей и неиспользуемой информации;

- классификацию и рациональное представление информации.

При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления. Следует выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие нет. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.

4. Методология построения баз данных - БД базируется на теоретических основах их проектирования. Основные идеи концепции методологии реализуются на практике в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

- 1-й этап - обследование всех функциональных подразделений предприятия с целью:

- понять специфику и структуру его деятельности;

- построить схему информационных потоков;

- проанализировать существующую систему документооборота;

- определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.

- 2-й этап - построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

- ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;

- выявление движения информации от этапа возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;

- совершенствование системы документооборота;

- наличие и использование системы классификации и кодирования;

- владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;

- создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.

2.3.2 Техническое обеспечение ИС

Техническое обеспечение информационных систем - это комплекс технических средств, обеспечивающих работу ИС, соответствующей документации на эти средства и технологические процессы.

В комплекс технических средств входят:

- компьютеры любых моделей;

- устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;

- устройства передачи данных и линий связи;

- оргтехника и устройства автоматического съема информации;

- эксплуатационные материалы и др.

Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение.

Документацию можно условно разделить на три группы:

- общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;

- специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;

- нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.

2.3.3 Математическое и программное обеспечение ИС

Математическое и программное обеспечение - это совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач ИС, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

К средствам математического обеспечения относятся:

- средства моделирования процессов управления;

- типовые задачи управления;

- методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

К средствам программного обеспечения - ПО относятся:

- Общесистемное ПО - это комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных;

- Специальное ПО - представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной ИС. В его состав входят пакеты прикладных программ, реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта;

- Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

2.3.4 Организационное обеспечение ИС

Организационное обеспечение - это совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС.

Организационное обеспечение реализует следующие функции:

- анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;

- подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;

- разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.

Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на первом этапе построения БД.

2.3.5 Правовое обеспечение ИС

Правовое обеспечение - это совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование ИС, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Главной целью правового обеспечения является укрепление законности.

В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой ИС, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной ИС.

Правовое обеспечение этапов разработки ИС включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.

Правовое обеспечение этапов функционирования ИС включает:

- статус ИС;

- права, обязанности и ответственность персонала;

- правовые положения отдельных видов процесса управления;

- порядок создания и использования информации и др.

Определение информационной системы (ИС). Задачи и функции ИС

ИС - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для сбора, хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, служат технической базой и инструментом для информационных систем.

Другими словами под ИС понимается организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Задачи и функции ИС

При организационном обособлении ИС решают две группы задач :

1. группа задач информационного обеспечения :

· отбор необходимых сообщений и их обработка,

· хранение,

· поиск и выдача информации субъекту основной деятельности. (С заранее заданной полнотой, точностью и оперативностью в наиболее приемлемой для систем обработки данных форме).

2. группа задач, связанных с обработкой полученной информации в соответствии с теми или иными алгоритмами или программами с целью подготовки решения задач, стоящих перед субъектом основной деятельности (так называемых “пользовательских ” задач).

Для решения таких задач ИС должна обладать необходимой информацией о предметной области (ПО ) субъекта основной деятельности, стоящих перед ним проблемах, должна уметь использовать существующие модели решения задач средствами обработки данных или самостоятельно строить такие модели, а также обладать определенным искусственным или естественным интеллектом.

Предварительное определение. Предметная область – это множество объектов и отношений между ними, ограниченное потребностями конкретного субъекта основной деятельности.

Более подробно понятие «Предметная область» рассматривается в п.5 данной лекции.

Для решения поставленных задач ИС должна выполнять следующие основные функции :

· отбор сообщений из внутренней и внешней среды , необходимых для реализации основной деятельности;

· ввод информации в ИС ;

· хранение информации в памяти, ее актуализация и поддержание целостности ;

· обработка, поиск и выдача информации в соответствии с заданными субъектом основной деятельности требованиями. (Обработка может включать и подготовку вариантов решения пользовательских прикладных задача по соответствующим алгоритмам (программам)).

Состав и структура ИС, основные элементы, порядок функционирования

Структура ИС - это взаимосвязанная совокупность ее частей, называемых обеспечивающими подсистемами.

Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

Основные обеспечивающие подсистемы

· информационное обеспечение,

· техническое обеспечение,

· математическое обеспечение,

· программное обеспечение,

· организационное обеспечение,

· правовое обеспечение.

Основные элементы, порядок функционирования ИС.

Основными процессами преобразования информации являются следующие процессы:

сбор информации;

комплектование информации;

поиск и выдача сведений для абонентов системы;

поддержание целостности, актуальности и сохранности информации .

Этипроцессы, обеспечивающие работу ИС любого назначения, условно можно представить в виде схемы, состоящей из блоков:

· ввод информации из внешних или внутренних источников;

· обработка входной информации и представление ее в удобном виде;

· вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;

· обратная связь - это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

Поэтому для реализации функций ИС, указанных выше выделяют три самостоятельные функциональные подсистемы:

1. Организационно-технологическая подсистема сбора информации обеспечивает отбор и накопление данных в информационную систему и включает совокупность источников информации, организационно-технологические цепочки отбора информации для накопления в системе. Без правильно организованной, оперативно и эффективно действующей организационно-технологической подсистемы сбора информации невозможна эффективная организация функционирования всей ИС в целом.

ИС может обрабатывать (перерабатывать) только ту информацию, которая в нее введена. При этом качество работы ИС определяется не только ее способностью находить и перерабатывать нужную информацию в собственном массиве и выдавать ее пользователю, но и способностью отбирать релевантную информацию из внешней среды.

Такой отбор и осуществляет данная подсистема, которая накапливает данные об информационных потребностях пользователей ИС (внутренних и внешних), анализирует и упорядочивает эти данные, образуя информационный профиль ИС . Алгоритм отбора информации осуществляет преобразование входных потоков в информационный массив ИС .

2. Подсистема представления и обработки информации составляет ядро ИС и является отражением представления разработчиками и абонентами системы структуры и картины предметной области, сведения о которой должна отражать ИС.

Подсистема представления и обработки информации является одним из наиболее сложных компонентов при разработке ИС .

Эта подсистемаосуществляет преобразование входной информации и запросов, организацию их хранения и переработки с целью удовлетворения информационной потребности абонента ИС .

Реализация функций данной подсистемы предполагает наличие:

· аппарата описания информации , а именно информационно - поискового языка, систем кодирования и языка описания данных;

· организации и ведения информации (логическая и физическая организация, процедуры ведения и защиты информации и т.д.);

· аппарата обработки и переработки информации (алгоритмы, модели и т.д.).

Все три указанные составляющие определяются двумя параметрами ИС: характером обработки информации и функциями ИС .

3. Нормативно-функциональная подсистема подготовки и выдачи информации определяет пользователей, или иначе абонентов , системы.

Даннаяподсистема непосредственно реализует удовлетворение информационных потребностей как внутренних, так и внешних пользователей ИС . Для выполнения этой задачи подсистема проводит изучение и анализ информационных потребностей, определяет формы и методы их удовлетворения, оптимальный состав и структуру выходных информационных продуктов, организует сам процесс информационного обеспечения и сопровождения.

Для выполнения этих функций требуется:

· аппарат описания и анализа информационных потребностей и их выражения на языке ИС ;

· аппарат непосредственно информационного обеспечения (процедуры поиска и выдачи информации, языки манипулирования данными и т.д.).

При одинаковости выполнения функций этой подсистемойв ИС разных типов они существенно отличаются между собой. Особенно это заметно при сравнении документальных и фактографических ИС , которые будут подробно рассматриваться позже.

(внутренним носителем знаний о предметной области) является база данных (БД ). Понятие базы данных является центральным в сфере технологий автоматизированных информационных систем.

Определение 1 База данных - совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ.

Определение 2. (ГОСТ ): Система управления базами данных (СУБД) - совокупность программ и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных и обеспечения взаимодействия ее с прикладными программами.

Информационным ядром подсистемы представления и обработки информации ИС высшего уровня является банк данных (БНД ), или автоматизированный банк данных (АБД ) – совокупность следующих компонентов:

· БД ,

· СУБД ,

· прикладные компоненты ИС (набор входных и выходных форм, типовых запросов для решения информационно-технологических задач в конкретной предметной области),

· комплекс технических средств , на которых они реализованы.

Классификация ИС

1. По назначению :

· справочные ИС ,

· системы информационного обеспечения ,

· справочно-информационные системы , имеющие самостоятельное целевое назначение.

2. По количеству пользователей и территориальному признаку

· однопользовательские (например, ИС , использующая в качестве ПО приложение Excel ),

· многопользовательские низкого уровня (например, ИС построенная наприложении Access ),

· многопользовательские высокого уровня - ИС уровня предприятия ( распределённые, очень большие, сверхбольшие) .

3. По оперативности обработки информации

· система реального времени,

· система оперативной обработки трансакций,

· система пакетной обработки .

4. По функциональному признаку и уровням управления

· производственные системы;

· системы маркетинга;

· финансовые и учетные системы;

· системы кадров (человеческих ресурсов);

5. По степени автоматизации

· ручные,

· автоматические,

· автоматизированные .

6. По характеру использования информации

· информационно-поисковые системы,

· информационно-решающие системы :

o управляющие ИС ,

o советующие ИС .

7. По сфере применения

· ИС организационного управления ,

· ИС управления технологическими процессами (ТП ),

· ИС автоматизированного проектирования (САПР ),

· Интегрированные (корпоративные) ИС ,

· Вычислительные ИС.

8. По составу перерабатываемой информации, предъявляющие жесткие требования к аппарату ее описания, организации и поиска

· документальные ИС (слабо структурируемая информация);

· фактографические ИС (жестко структурируемая информация);

· документально-фактографические ИС .

· геоинформационные системы.

9. По масштабу

· всемирные,

· международные,

· республиканские,

· региональные,

· отраслевые,

· объединений,

· предприятий и подразделений.

Информационные системы

3. Модели данных

3.2. Сетевая модель (СМ)

3.3. Реляционная модель (PМ)

4. Этапы разработки базы данных

4.1. Предметная область

4.2. Модель предметной области.

4.3. Логическая модель данных.

4.3.1. Основные понятия

4.3.2. Характеристика связей

4.4. Физическая модель данных

4.5. Собственно база данных и приложения

5. Проектирование реляционных баз данных с использованием нормализации

5.1. Первая Нормальная Форма (1НФ)

5.2. Вторая Нормальная Форма (2НФ)

5.3. Третья Нормальная Форма (3НФ)

1. Понятие информационной системы, ее структура

Информационная система (ИС) – это комплекс, состоящий из информационной базы (хранилища информации) и процедур, позволяющих накапливать, хранить, корректировать, осуществлять поиск, обработку и выдачу информации.

Компоненты информационной системы:

физическая компонента – аппаратный комплекс, на котором реализована инфор­мационная система;

информационная компонента – организованная определенным образом информацион­ная база данных (БД);

функциональная компонента – совокупность программ, предназначенных для управления информационной базой данных и документов, необходимых для эксплуата­ции этих программ.

Отметим, что понятие СУБД – системы управления базами данных – понятие близкое к ИС, но не тождественное ей. Это скорее среда и одновременно средство для разработки информационных систем. СУБД предоставляет в наше распоряжение набор процедур, облегчающих выполнение типовых операций над информационной базой данных.

2. Классификации информационных систем

2.1. Классификация по степени автоматизации

В зависимости от степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой информационные системы определяются как ручные, автоматические, автоматизированные (рис. 1).

Рис. 1. Классификация по степени автоматизации

Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком. Например, о деятельности менеджера в фирме, где отсутствуют компьютеры, можно говорить, что он работает с ручной ИС.

Автоматические ИС выполняют все операции по переработке информации без участия человека.

Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру. В современном толковании в термин «информационная система» вкладывается обязательно понятие автоматизируемой системы.

Автоматизированные ИС, учитывая их широкое использование в организации процессов управления, имеют различные модификации и могут быть классифицированы, например, по характеру использования информации и по сфере применения.

2.2. Классификация по признаку структурированности задач

Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (неформализуемые) и частично структурированные.

Структурированная (формализуемая) задача – задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними.

Неструктурированная (неформализуемая) задача – задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи.

В структурированной задаче удается выразить ее содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования информационной системы для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т. е. сведение роли человека к нулю.

Например, в информационной системе необходимо реализовать задачу расчета заработной платы. Это структурированная задача, где полностью известен алгоритм решения. Рутинный характер этой задачи определяется тем, что расчеты всех начислений и отчислений весьма просты, но объем их очень велик, так как они должны многократно повторяться ежемесячно для всех категорий работающих.

Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма связано с большими трудностями. Возможности использования здесь информационной системы невелики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации из разных источников.

Попробуйте, например, формализовать взаимоотношения в вашей студенческой группе. Вряд ли вы сможете это сделать. Это связано с тем, что для данной задачи существен психологический и социальный факторы, которые очень сложно описать алгоритмически.

Заметим, что в практике работы любой организации существует сравнительно немного полностью структурированных или совершенно неструктурированных задач. О большинстве задач можно сказать, что известна лишь часть их элементов и связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными . В этих условиях можно создать информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком, который будет играть определяющую роль. Такие информационные системы являются автоматизированными, так как в их функционировании принимает участие человек.

Например, требуется принять решение по устранению ситуации, когда потребность в трудовых ресурсах для выполнения в срок одной из работ комплекса превышает их наличие. Пути решения этой задачи могут быть разными, например: выделение дополнительного финансирования на увеличение численности работающих; отнесение срока окончания работы на более позднюю дату и т.д. Как видно, в данной ситуации информационная система может помочь человеку принять то или иное решение, если снабдит его информацией о ходе выполнения работ по всем необходимым параметрам.

Информационные системы, используемые для решения частично структурированных задач, подразделяются на два вида (рис. 2):

создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию). Используя сведения, содержащиеся в этих отчетах, управляющий принимает решение;

разрабатывающие возможные альтернативы решения . Принятие решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

Рис. 2. Классификация по структурированности решаемых задач

Информационные системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть модельными или экспертными.

Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования.

Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний. Экспертная поддержка принимаемых пользователем решений реализуется на двух уровнях.

Работа первого уровня экспертной поддержки исходит из концепции "типовых управленческих решений", в соответствии с которой часто возникающие в процессе управления проблемные ситуации можно свести к некоторым однородным классам управленческих решений, т.е. к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной поддержки на этом уровне создается информационный фонд хранения и анализа типовых альтернатив.

Если возникшая проблемная ситуация не ассоциируется с имеющимися классами типовых альтернатив, в работу должен вступать второй уровень экспертной поддержки управленческих решений. Этот уровень генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде данных, правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив.

3. Модели данных

Существует большое разнообразие сложных типов данных, но исследования, проведенные на большом практическом материале, показали, что среди них можно выделить несколько наиболее общих. Такие обобщенные структуры называют моделями данных , т.к. они отражают представление пользователя о данных реального мира.

3.1. Иерархическая модель (ИМ)

ИМ представляется связанным графом типа дерева, вершины которых располагаются на разных иерархических уровнях. Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев; более точно, из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева.

Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.

Узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Рассмотрим ИМ на примере базы данных «Наша школа», которая содержит сведения об учениках школы. С точки зрения ИМ, она должна принять следующий вид: в состав школы входят классы; параллельные классы делятся по буквам, в состав каждого класса входят конкретные ученики. Модель может быть представлена в виде схемы.

Можно отметить следующие свойства ИМ базы данных:

несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;

иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчиненный никакой другой вершине;

все типы связей должны быть функциональными (1:1, 1:M);

для БД определен полный порядок обхода – сверху-вниз, слева-направо;

существует единственный линейный иерархический путь доступа к любому узлу, начиная с корня дерева.

Наиболее известным и распространенным представителем СУБД, реализующей ИМ, является Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г.

3.2. Сетевая модель (СМ)

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. Архитектура сетевой модели основана на предложениях комитета по языкам программирования Conference on Data Systems Languages (CODASYL), 1971 г.

Цель разработчиков: создание модели, позволяющей описывать связи M:N, и уменьшить недостатки ИМ.

СМ базы данных похожа на иерархическую; она базируется также на использовании представления данных в виде графа. C точки зрения теории графов СМ соответствует произвольный граф: в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков. СМ имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений несколько иной. В СМ принято свободная связь между элементами разных уровней.

В качестве примера можно рассмотреть базу данных, хранящую сведения о закреплении учителей-предметников за определенными классами. Один учитель может преподавать в нескольких классах и один и тот же предмет могут вести разные учителя.

Типичным представителем является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc.

Сильные места ранних (дореляционных) СУБД:

Развитые средства управления данными во внешней памяти на низком уровне;

Возможность построения вручную эффективных прикладных систем;

Возможность экономии памяти за счет разделения подобъектов (в сетевых системах).

Недостатки:

Слишком сложно пользоваться;

Фактически необходимы знания о физической организации;

Прикладные системы зависят от этой организации;

Их логика перегружена деталями организации доступа к БД.

3.3. Реляционная модель (PМ)

Термин "реляционный" (от латинского relatio - отношение) указывает прежде всего на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она представляет собой двухмерный массив или двухмерную таблицу, а при создании сложных информационных моделей составит совокупность взаимосвязанных таблиц.

Основы реляционной модели данных были впервые изложены в статье Э. Кодда в 1970 г. Эта работа послужила стимулом для большого количества статей и книг, в которых реляционная модель получила дальнейшее развитие. Наиболее распространенная трактовка реляционной модели данных принадлежит К. Дейту.

Реляционная модель данных состоит из трех частей:

Структурной части.

Целостной части.

Манипуляционной части.

Структурная часть описывает, какие объекты рассматриваются реляционной моделью. Постулируется, что единственной структурой данных, используемой в реляционной модели, являются нормализованные n-арные отношения.

Целостная часть описывает ограничения специального вида, которые должны выполняться для любых отношений в любых реляционных базах данных. Это целостность сущностей и целостность внешних ключей.

Манипуляционная часть описывает два эквивалентных способа манипулирования реляционными данными – реляционную алгебру и реляционное исчисление.

В настоящее время это самая распространенная модель данных, которую поддерживает подавляющее большинство СУБД. Типичные представители реляционных систем – DB2, INGRES, ORACLE.

Рассмотрим базовые понятия реляционной модели данных.

В классической реляционной модели используются только простые (атомарные) типы данных . Простые типы данных не обладают внутренней структурой. К простым типам данных относятся следующие типы:

Логический;

Строковый;

Численный.

Собственно, для реляционной модели данных тип используемых данных не важен. Требование, чтобы тип данных был простым, нужно понимать так, что в реляционных операциях не должна учитываться внутренняя структура данных. Конечно, должны быть описаны действия, которые можно производить с данными как с единым целым, например, данные числового типа можно складывать, для строк возможна операция конкатенации и т.д.

В реляционной модели данных с понятием тип данных тесно связано понятие домена, которое можно считать уточнением понятия «тип данных».

Домены – это типы данных, имеющие некоторый смысл (семантику).

Например, домен D, имеющий смысл «возраст сотрудника» можно описать как следующее подмножество множества натуральных чисел:

Отличие домена от понятия подмножества состоит именно в том, что домен отражает семантику , определенную предметной областью. Может быть несколько доменов, совпадающих как подмножества, но несущие различный смысл. Например, домены «Вес детали» и «Имеющееся количество» можно одинаково описать как множество неотрицательных целых чисел, но смысл этих доменов будет различным, и это будут различные домены.

Основное значение доменов состоит в том, что домены ограничивают сравнения . Некорректно, с логической точки зрения, сравнивать значения из различных доменов, даже если они имеют одинаковый тип. В этом проявляется смысловое ограничение доменов.

Отношение состоит из двух частей – заголовка отношения и тела отношения. Заголовок отношения – это аналог заголовка таблицы. Заголовок отношения состоит из атрибутов . Количество атрибутов называется степенью отношения . Тело отношения – это аналог тела таблицы. Тело отношения состоит из кортежей . Кортеж отношения является аналогом строки таблицы. Количество кортежей отношения называется мощностью отношения .

Отношение обладает следующими свойствами:

В отношении нет одинаковых кортежей;

Кортежи не упорядочены (сверху вниз);

Атрибуты не упорядочены (слева направо);

Все значения атрибутов атомарны.

Рассмотрим пример отношения «Сотрудники» заданное на доменах «Номер_сотрудника», «Фамилия», «Зарплата», «Номер_отдела». Т.к. все домены различны, то имена атрибутов отношения удобно назвать так же, как и соответствующие домены. Заголовок отношения имеет вид:

Сотрудники (Номер_сотрудника, Фамилия, Зарплата, Номер_отдела)

Пусть в данный момент отношение содержит три кортежа:

(1,Иванов, 10000, 1)

(2, Петров, 8000, 2)

(3, Сидоров, 12000, 1)

такое отношение естественным образом представляется в виде таблицы:

Номер_сотрудника	Фамилия	Зарплата	Номер_отдела

Реляционной базой данных называется набор отношений.

Схемой реляционной базы данных называется набор заголовков отношений, входящих в базу данных.

Термины, которыми оперирует реляционная модель данных, имеют соответствующие «табличные» синонимы:

Реляционный термин	Соответствующий «табличный» термин
База данных	Набор таблиц
Схема базы данных	Набор заголовков таблиц
Отношение
Заголовок отношения	Заголовок таблицы
Тело отношения	Тело таблицы
Атрибут отношения	Наименование столбца таблицы
Кортеж отношения	Строка таблицы
Степень (-арность) отношения	Количество столбцов таблицы
Мощность отношения	Количество строк таблицы
Домены и типы данных	Типы данных в ячейках таблицы

Отношение находится в Первой Нормальной Форме (1НФ) , если оно содержит только скалярные (атомарные) значения.

Не первую нормальную форму можно получить, если допустить, что атрибуты отношения могут быть определены на сложных типах данных – массивах, структурах, или даже на других отношениях. Легко себе представить таблицу, у которой в некоторых ячейках содержатся массивы, в других ячейках – определенные пользователями сложные структуры, а в третьих ячейках – целые реляционные таблицы, которые в свою очередь могут содержать такие же сложные объекты. Именно такие возможности предоставляются некоторыми современными постреляционными и объектными СУБД.

Требование, что отношения должны содержать только данные простых типов, объясняет, почему отношения иногда называют плоскими таблицами . Действительно, таблицы, задающие отношения, двумерны. Одно измерение задается списком столбцов, второе измерение задается списком строк. Пара координат (Номер строки, Номер столбца) однозначно идентифицирует ячейку таблицы и содержащееся в ней значение. Если же допустить, что в ячейке таблицы могут содержаться данные сложных типов (массивы, структуры, другие таблицы), то такая таблица будет уже не плоской. Например, если в ячейке таблицы содержится массив, то для обращения к элементу массива нужно знать три параметра (Номер строки, Номер столбца, номер элемента в массиве).

Определение информационной системы (ИС). Задачи и функции ИС. Состав и структура информационных систем, основные элементы, порядок функционирования. Классификация информационных систем, документальные и фактографические системы. Предметная область ИС

Определение 1. Информационная система - это совокупность взаимосвязанных элементов, представляющих собой информационные, кадровые и материальные ресурсы, процессы, которые обеспечивают сбор, обработку, преобразование, хранение и передачу информации в организации.

В организациях существует большое количество различных типов ИС: от традиционных до сложных, работающих на базе локальных и глобальных компьютерных сетей.

Определение 2. Информационные технологии - это совокупность методов, процедур и средств, реализующих процессы сбора, обработки, преобразования, хранения и передачи информации.

Использование ИС фирмами и организациями определяет степень современности подготовки их администрации к управлению организацией.

Определение 3. Информационная система управления - это круг разнообразных ИС, обеспечивающих управленческому персоналу эффективное принятие решений по управляемому объекту.

Определение 3 а. Информационная система управления представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работников различного ранга для реализации функции управления

Принципиальным моментом определения информационной системы управления является обеспечение принятия решения с ее помощью. Информационные системы управления создаются на основе изучения технологии принятия решений с использованием методологии системного подхода. В качестве концептуальной базы может быть успешно использована модель принятия решений Г.Саймона.

По Г. Саймону процесс принятия решений имеет три стадии: информационную, проектную, а также стадию выбора. На информационной стадии исследуется среда, определяются события и условия, требующие принятия решений. На проектной стадии разрабатываются и оцениваются возможные направления деятельности (альтернативы). На стадии выбора обосновывают и отбирают определенную альтернативу, организуя мониторинг ее реализации. Отдельные стадии процесса могут многократно повторяться, если менеджер не будет удовлетворен собранной информацией или результатами ее обработки.

На информационной стадии обрабатываются и анализируются первичные данные, которые необходимо отыскать в базах данных и, после соответствующей обработки проанализировать. Поэтому менеджерам необходимо владеть умениями по составлению незапланированных, ситуационных запросов, отыскивая нужную информацию. В программном обеспечении (ПО) имеются соответствующие мощные средства систем управления базами данных (СУБД), а также необходимые пакеты прикладных программ для моделирования, математической обработки и анализа результатов.

На проектной стадии определяется возможность структурирования ситуации, требующей принятия решений.

Для структурируемых (программируемых) решений возможна предварительная детализация, позволяющая алгоритмизировать процесс решения. При вероятностном характере процесса, решение определяется через вероятности возможных исходов.

Неструктурированные (непрограммируемые) решения возникают при невозможности предварительного описания большей части процедур принятия решения. Большинство реальных ситуаций зависит от случайных событий и неизвестных факторов. Некоторые процедуры могут быть предопределены, но этого недостаточно для автоматизированного получения конкретной рекомендации. В этом случае информационные технологии управления должны обеспечивать диалоговый режим работы, т.е. интерактивные системы поддержки принятия решений и экспертные системы, которые менеджер может использовать в зависимости от ситуации.

На стадии выбора ИС облегчают выбор правильного направления деятельности и обеспечивают обратную связь для контроля за выполнением решения. При этом предполагается, что на первых этапах собрана необходимая информация, разработан на ее основе ряд альтернативных вариантов. Обратная связь используется для корректировки получаемых результатов, поскольку оптимальное решение практически не может быть выбрано на первом шаге из-за реальных ограничений по времени и ресурсам. Для принятия решения в групповом режиме используется компьютерная поддержка, т.е. специальные информационные технологии типа ИС поддержки групповых решений, электронные совещания и т.д.

Определение 4. Системы поддержки принятия решений (СППР) - особые интерактивные информационные системы управления (менеджмента), использующие оборудование, программное обеспечение, данные, базу моделей и труд менеджеров с целью поддержки всех стадий принятия полуструктурируемых и неструктурируемых решений непосредственно пользователями менеджерами в процессе аналитического моделирования на основе предоставленного набора технологий.

Определение 5. Модели - упрощенные абстракции реальных основных элементов системы и их отношений, существенных для принятия решения.

Информационные требования непосредственно зависят от конкретного уровня управления - стратегического, тактического, оперативного в соответствии с функциями высшего, среднего и оперативного персонала.

Структурированные решения обычно принимаются на оперативном уровне, на тактическом - полуструктурированные, на стратегическом - неструктурированные. Чем выше уровень управления, тем больше неструктурированных решений, поэтому средства и методы формирования информации не одинаковы для всех уровней.

На стратегическом уровне требуются итоговые нерегламентированные отчеты, прогнозы и внешняя информация для разработки генеральной стратегии. На оперативном уровне требуются регулярные внутренние отчеты с детальным сравнением базисных и текущих показателей, помогающих отслеживать текущие операции. Таким образом, информационные системы должны отвечать требованиям соответствующих уровней и предоставлять им любую нужную информацию.

Менеджмент (управление) традиционно описывается как процесс руководства, включающий управленческие функции: планирование, организацию, управление персоналом, руководство (мотивацию) и контроль. ИС обеспечивают менеджера данными для выполнения всех функций управления.

Для планирования ИС предоставляют данные и модели планиров ания, информацию о внутреннем состоянии и внешнем окружении. Для поддержки функции планирования необходимо наличие телекоммуникаций, специальных проблемно-ориентированных пакетов прикладных программ или универсальных модулей офисных систем с электронными таблицами и СУБД. Программные средства должны обеспечивать методы анализа “что, если”, корреляционный и регрессионный анализ, обработку статистических данных, средства анализа и прогнозирования на основе трендов, средства оптимизации.

В управлении персоналом, наиболее эффективными являются информационные системы (модули ИС) на основе СУБД, которые должны иметь соответствующую информационно-логическую структуру и позволять мониторинг карьеры и профессионального роста отдельных сотрудников, позволяя обрабатывать результаты тестирования при периодической аттестации кадрового состава организации.

Для руководства организацией, кроме электронной почты, имеются различные пакеты для поддержки документооборота и самоменеджмента, а также мультимедийные средства коллективного общения.

При осуществлении контроля без ИС практически невозможно разработать адекватную реакцию на отклонение от прогнозируемых результатов и вносить коррективы в деятельность организации, поэтому при внедрении ИС организации обеспечение функций контроля производится в первую очередь.

Конечным пользователям нет смысла постоянно отслеживать в деталях обновление и реорганизацию информационно-технологических особенностей ИС. В настоящее время это трудно даже для специалистов по обработке данных. Следует выделить два главных аспекта: теоретически менеджер должен понимать столько. чтобы не ощущать недостатка квалификации при оценке возможностей ИС, обсуждения планов их развития и обоснования своего мнения по этому поводу. Кроме того, менеджер должен хорошо владеть основными методами анализа и прогноза для разработки альтернативных решений, хотя бы в электронных таблицах. Роль ЭТ в повседневной работе специалистов очень велика. Методы анализа чувствительности, “что, если”, корреляционного и регрессионного анализа, моделирования и анализа трендов, поиска оптимального решения реализуются в электронных таблицах практически без применения дополнительного программирования, т.е. на пользовательском уровне.

Поскольку реальный круг конечных пользователей весьма разнообразен по деловым обязанностям и сферам деятельности и в каждом конкретном случае могут существовать особые требования, выделяется универсальное ядро среди всех методов, которое практически всегда может помочь менеджерам решить их проблемы.

Имея дело с одним объектом, работающие в ПК программы используют и формируют систему данных об этом объекте, называемую обычно информационной моделью. Сначала использовался позадачный подход, при котором приходилось повторять ввод и вывод одних и тех же данных. Целесообразно ввести данные один раз, а затем использовать в различных задачах. При этом достигается независимость процесса сбора и обновления (актуализации) данных от процесса их использования ПП. Создается независимость ПП от физической организации БД, достигаемая с помощью специального (системного) ПО, которое интерпретирует язык манипулирования данными (процедурно ориентированный, а не машинно-ориентированный).

Фактографические АИС, у которых БД составляются из формализованных записей.

Документальные АИС, у которых записями могут быть неформализованные документы.

Среди атрибутов форматированных записей существует атрибут, однозначно идентифицирующий запись. Этот атрибут называется первичным или основным ключом. По нему определяется адрес записи во внешней памяти.

Одной из важнейших задач АИС является быстрый подбор записей, обладающих определенными свойствами. Атрибуты. Задающие эти свойства. Идентифицируют не одну, а некоторое множество записей. Они называются дополнительными (вторичными) ключами. Поиск нужных записей по дополнительному ключу разбивается на два этапа: сначала определяют значения основного ключа, отвечающие записям с заданным значением дополнительного ключа. На втором этапе по найденным значениям основного ключа находят адреса записей, а затем и сами записи. Для быстрого выполнения первого этапа (без просмотра всех записей подряд) используют инвертированные списки. Каждый список состоит из пар значений дополнительного и соответствующего им множества значений основного ключа, упорядоченных по дополнительному ключу.

Объединение инвертированных списков по всем дополнительным ключам составляет инвертированный файл, по которому легко найти записи с данными атрибутами.

Основной задачей, решаемой в документальных АИС, является поиск документов по их содержанию. Полное решение задачи поиска требует понимания системой смысла запросов. Дескрипторы представляют собой некоторое фиксированное множество слов, в том числе профессиональных терминов, которые по мнению разработчика конкретной АИС, в наибольшей степени характеризуют содержание ее документального фонда. АИС просматривает текст запроса на неформализованном языке и фиксирует встречающиеся в тексте дескрипторы. После этого система просматривает полные тексты всех документов и отбирает те, которые содержат все найденные в запросе дескрипторы. Идентификация дескрипторов должна производиться с точностью до окончаний. Проблема: временные затраты. Решением ее является использование поискового образа документа (перечень входящих в него дескрипторов0. Хранится отдельно и имеет ссылку на документ. Аналогичным образом составляется поисковый образ запроса. В процессе поиска происходит сравнение поисковых образов запроса и документа на основе критерия смыслового соответствия, фиксированного для системы.

Документальная АИС с простыми дескрипторными поисковыми образами может рассматриваться как фактографическая система с булевыми атрибутами, число которых равно полному числу используемых дескрипторов. Такое представление экономично лишь при небольшом числе дескрипторов.

Организация последовательных файлов. Индексный метод адресации использует специальную таблицу, называемую индексом, которая соотносит различным значениям ключа адреса соответствующих записей. Общие требования к языкам описания данных

информационный программный фактографический

В настоящее время при анализе и синтезе больших систем используется системный подход. Отличие этого подхода от классического, когда синтезируют систему путем слияния компонент, разработанных отдельно, в том, что предполагается последовательный переход от общего к частному. В основе системного похода лежит

описание функции системы в целом и синтез элементов системы путем соотношения функции с конкретным элементом системы.

Специалисты по информационным технологиям имеют дело с системами, процессы в которых связаны с переработкой, модификацией, изменением информации.

Информационная система представляет собой целенаправленное множество связанных элементов, характеризующееся определенной структурой и алгоритмом функционирования, который определяет зависимость выходных характеристик системы от влияния внешней среды и входных воздействий.

Информационные системы предназначены для накопления сведений, хранения их и выдачи по мере необходимости. Сведения эти представляют собой описания предметов реального мира или абстрактных предметов, возникающих в различных дисциплинах науки, и представляют собой некоторые истинные утверждения или сообщения. С течением времени или в результате ошибок они могут становиться «ложными». Таким образом, одной из дисциплин, лежащих в основе теории информационных систем, является математическая логика.

Математическими дисциплинами, пригодными для описания совокупностей предметов и их свойств, являются теория множеств и реляционная алгебра (математическая теория отношений). Сведения должны быть выражены на тех или иных языках. Для их обработки на ЭВМ, они должны быть выражены на формальных языках (в которых смысл предложений однозначно определяется их формой). Для обработки сведений на ЭВМ должна быть составлена программа, являющаяся машинной формой алгоритма. Наконец, обработка программы должна осуществляться за приемлемое время с допустимым расходованием систем, чем занимается теория сложных систем.

Таким образом, в основе теории информационных системлежат математическая логика, теория множеств, реляционная алгебра, теория формальных языков, теория алгоритмов и теория сложных систем.

Одним из примеров информационных систем является система, включающая три основные компоненты:

– физическая компонента – носитель информационной системы (технические средства для использования информационных систем);

– информационная компонента – информационный фонд (способ организации системы записей):

– функциональная компонента – управление, обновление, информационный поиск, завершающая обработка.

В соответствии с реализуемыми определяющими процедурами, данные информационные системы классифицируются:

– информационные системы для технологических процессов. Источник информации: автоматические устройства (датчики). Приемник информации: приборы, исполнительные органы. Данные системы работают в реальном масштабе времени, то есть, недопустимо большое запаздывание при передаче и переработке информации;

– информационные системы административно-организационного типа. Источником и приемником информации являются документы. Допускается долговременное хранение больших массивов информации.

Классификация информационных систем может быть представлена в виде административного иерархического, семиуровневого графа (рис. 1.1).

Под структурой информационной системы понимается совокупность и взаимодействие ее отдельных подсистем. Каждая подсистема информационной системы в свою очередь является информационной системой и характеризуется множеством входов, выходов, законом и алгоритмом функционирования.

Структура часто служит способом описания системы. При этом выделяемые системы не обязательно соответствуют физически реализуемым блокам или подсистемам. Они выбираются исходя из удобства объяснения принципа действий системы и ее особенностей.

Если в качестве подсистемы используются неделимые далее устройства, образующие исходную элементарную базу, то система будет однозначно задана с помощью своей структуры. Если же при описании структуры выбираются подсистемы, которые являются более крупными образованиями по сравнению с базовыми (т.е. неделимыми далее), то однозначное соответствие между структурой ИС и самой системой (в смысле ее технической реализации) отсутствует, т.к. один и тот же алгоритм и тем более закон функционирования таких подсистем могут быть реализованы путем различного соединения базовых элементов.

Под структурным описанием информационной системы понимается изображение системы в виде структурной схемы, т.е. совокупности некоторых блоков, у которых заданы входы, выходы и связи между блоками. При этом закон функционирования блоков и их входные и выходные функции задаются в обобщенном виде.

Трудность описания и выбора структуры ИС заключается в том, что для осуществления тех или иных операций над информацией в системе создается и используется много дополнительной (служебной) информации.

Преимущество той или иной структуры ИС существенно зависит от расположения входов и входов системы.

Структура, как метод описания системы, зависит от того, с каких позиций происходит это описание, и может оказаться поэтому различной для одной и той же системы.

Одна и та же система может иметь иерархическую структуру с точки зрения передачи и обработки информации, и централизованную с точки зрения выработки управляющих воздействий.

Пример. Рассмотрим систему сбора информации от нескольких датчиков в центральный пункт. Пусть заданы число входов, расположение датчиков в пространстве и число выходов. Известно, что x i (t) представляется в виде непрерывных случайных функций времени, y i (t) – в виде последовательности чисел, представляемых с помощью цифровых индикаторов.

Правило соответствия между x i (t) и y i (t) , т.е. закон функционирования системы: y i (t)=x i (t)+Dx i ,

где D x i – допустимая для i -го входа погрешность. Пусть для каждой пары x i и y i выбран алгоритм преобразования, состоящий в передаче сигнала x(t) в центр и преобразовании его в цифровую формулу.

Возможны варианты структуры системы: 1. Структура с независимыми линиями связи и независимыми для каждого из входов преобразований функции x(t) в цифровую формулу.

S - сумматор

К – ключ распределительный

3. Адресная система сбора информации с общим каналом связи (магистральным).

Ш – шифратор

ДШ – дешифратор

Здесь передача информации от i-го датчика производится по запросу от центрального пункта путем передачи специального сигнала адреса. Для приема этого сигнала в месте расположения каждого источника информации расположен дешифратор. Там же расположены АЦП и Ш, позволяющие передать по линии связи дискретное значение функции x i (t) в момент ее опроса.