Введение. Автоматизированных

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Допущено Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебного пособия для студентов учреждений среднего

профессионального образования, обучающихся по специальности

2203 Программное обеспечение вычислительной техники

и автоматизированных систем

Москва ФОРУМ - ИНФРА-М 2005

Введение

Вторая половина XX в. ознаменовалась крупным технологиче­ским рывком научно-технического прогресса (НТП). Появление в середине XX в. электронно-вычислительных машин/компьютеров открыло новые возможности обработки информации и управления.

Исторически создание вычислительной техники, ЭВМ/компью­теров явилось выдающимся результатом развития электротехники и технических знаний в целом. Постепенно наращивалась память, по­вышался уровень программного обеспечения, и компьютеры стали приобретать не только вычислительные, но и другие функции [20].

Социальное значение компьютеров первых поколений состояло и возможности автоматизации интеллектуальных функций человека. Это само по себе было чрезвычайным явлением в 40—50-х гг. про­шлого столетия, порождало бурные дискуссии типа «может ли ма­шина мыслить», «не вытеснят ли киберы человека» и т. п.

До конца 70-х гг. влияние «техников» в социально-экономиче­ском назначении компьютеров было приоритетным. Это связано с тем, что компьютеры родом были из электротехники и капиталоем­кость создания ЭВМ была велика; при этом главное внимание раз­работчиков сосредоточивалось на процессах роста памяти, быстро­действия, комплексирования ЭВМ и создания образцов большой мощности по обработке информации. Результаты технических дос­тижений стали видимы и ощутимы.

Потребитель и его интересы в использовании компьютеров раз­работчиками, хотя и не отрицались, однако не были приоритетны па этом этапе.

Применение компьютеров для вычислительных задач и особен­но для решения управленческих проблем резко изменило ситуацию. «Неожиданно» выяснилась сравнительно невысокая эффективность использования имеющихся в то время ЭВМ. Создание на базе ЭВМ и средств связи автоматизированных систем управления (АСУ):

· технологическими процессами (АСУ ТП);

· предприятиями (АСУП);

· отраслями (ОАСУ);

· общегосударственным уровнем управления (ОГАСУ) вывело разработчиков и потребителей на новый, более высокий уровень понимания возможностей использования вычислительной техники в социально-экономическом развитии общества.

Создание вычислительных комплексов зеркально отражало же­стко централизованную структуру управления в нашей стране и, ес­тественно, в известной мере повторяло трудности и недостатки мо­нолитной структуры управления (по организации потоков информа­ции, их метода свертывания, скоплению, надежности и др.).

Вычислительный комплекс был организован так, что потребитель «обслуживался, приспосабливался, подгонялся» к нему, а не наоборот. Это было неудобством принципиального характера, которое неиз­бежно сказывалось на эффективности использования комплексов и ЭВМ этих поколений.

Конечно, сравнительно низкая эффективность АСУ объясняет­ся не только слабой ориентацией на потребителя, но и тем, что пси­хология последнего на этом этапе была настроена на неавтоматизи­рованные, традиционные методы обработки информации. Кстати, необоснованной «страшилкой» было мнение, что автоматизация приведет к значительному сокращению рабочих мест и др. Зарубеж­ная и отечественная практика показала, что значительное увеличе­ние возможностей обработки информации при использовании ЭВМ в управлении не уменьшает, а, наоборот, увеличивает число рабочих мест, предъявляя при этом к работнику новые, специфические и более высокие профессиональные требования.

Программное обеспечение как основной инструмент использо­вания ЭВМ за последние полвека превратилось в крупное и обособ­ленное направление высокоинтеллектуальной деятельности, неотъ­емлемое от компьютера.

Образовалась четко выраженная компьютерная технология (тех­нико-программное обеспечение), которая является исходной базой для всего процесса обработки информации.

Второй технологический рывок — это успехи в микроминиатю­ризации, нанотехнологиях — позволил создать персональные ком­пьютеры (ПК). Значение создания персонального компьютера в том, что он стал обслуживать потребителя, т. е. вектор социального назначения ПК стал таким, каким он и должен быть.

Идеология программного обеспечения также претерпела рево­люционное преобразование. Прежние акценты на ВЦ коллективно­го использования (ВЦКП) сменились ориентацией на автономного

пользователя, которому доступны собственные вычислительные мощности, а также и ВЦКП через соответствующие сети.

Третий технологический рывок НТП в прошлом столетии — соз­дание новейших средств телекоммуникации, сетей и сетевых мето­дов передачи информации. Появление сетей передачи информации различной сложности и уровня, включая создание «Мировой паути­ны» — Интернета, создало принципиально новую среду — глобаль­ное информационное пространство без географических границ.

Информационные системы связаны с семантической (содержа­тельной) обработкой информации, которые основаны на использо­вании закономерностей языкознания, лингвистики, теории класси­фикации, терминологии и др.

Именно от тщательности и глубокого решения семантических проблем предметной области зависит непосредственно эффектив­ность конкретных информационных систем, а следовательно, и процесса информатизации как такового.

В настоящем учебном пособии рассматриваются некоторые во­просы классификации, структуры, методы построения и проектиро­вания информационных систем с учетом данных аспектов примени­тельно также к информационным технологиям и информационным ре­сурсам.

В главе 1 представлены общие вопросы терминологии, понятий и классов объектов и процессов, связанных с проблематикой АИС; рассмотрены факторы информатизации и уровни информационных процессов; приводится классификация информации, информацион­ных технологий, автоматизированных информационных систем, мировых информационных ресурсов, их структура; описаны базы данных на машиночитаемых носителях (электронные издания), их типы, а также примеры служб-генераторов баз данных и онлайно­вых хост-служб. Также здесь рассмотрены обеспечивающие подсис­темы (компоненты) АИС, в том числе техническое, программное, информационное (включая лексическое и лингвистическое) обеспе­чения; классификация типов, форматов, структур данных, файлов, баз данных и коммуникативные (обменные форматы) АИС.

В главе 2 представлены основные (базовые) типы АИС — фак­тографические, документальные, интеллектуальные и гипертексто­вые; описаны модели и структуры баз данных (БД), табличные БД. В качестве примера сред реализации реляционных и постреляцион­ных БД рассмотрены ADABAS — Natural и FoxPro. Выбор указан­ных систем объясняется тем, что такие общеупотребительные сред­ства, как MS SQL Server, Sybase, Oracle и др. достаточно подробно описаны в имеющейся литературе, в том числе и авторов настоящего пособия [6]. Выбранные же для иллюстрации системы, на взгляд авторов, относятся к элитарным.

Далее в главе рассмотрены документальные АИС: их происхож­дение, классические схемы функционирования документальных АИПС. Логическая и физическая структура документальной БД, как и поисковые возможности (а также описание БД и загрузка), приведены на примере классической системы АИПС STAIRS. Рас­смотрена также современная система реализации документальных БД — АИПС локального и удаленного доступа Irbis — интерфейс Irbis, структура БД, поиск в АИС Irbis, операторы поискового усло­вия и т. п. Дано также краткое описание информационно-поиско­вых систем Интернет (более подробно вопрос рассмотрен в пособии авторов [23]).

Рассмотрены экспертные системы (подсистемы, развитие, при­менение). Закончена глава описанием гипертекстовых технологий и БД (история развития, гипертекстовые БД, информационный поиск в гипертекстовых массивах, классификация гипертекстовых систем).

Глава 3 посвящена описанию основных принципов проектиро­вания АИС, включая традиционные и более современные техноло­гии. Рассмотрены некоторые классы методов проектирования сис­тем (по степеням автоматизации, типизации, адаптивности).

Введено понятие жизненного цикла АИС. Рассмотрены модели жизненного цикла (каскадная, итерационная, спиральная); стадии и этапы канонического проектирования ИС — предпроектная, тех­но-рабочего проектирования, стадии внедрения, эксплуатации и со­провождения проекта.

Альтернативным подходом к каноническому проектированию в настоящее время является реинжиниринг бизнес-процессов (BPR — business process reengineering), который базируется на сходстве ин­формационных процессов (ИТ-архитектур) и общих бизнес-архи­тектур и заключается в интеграции информационных технологий в бизнес-процессы. Автоматизация проектирования АИС (CASE-технологии) является одним из подходов к данной интеграции. Рас­смотрено ER-моделирование структуры предметной области на примере среды ERWIN (моделирование в ERWIN, идентификация сущностей и связей в ERWIN, графическое редактирование модели, обратное проектирование — reverse engineering).

Здесь же рассмотрены стандарты описания и задания качества прикладного программного обеспечения и АИС. Это ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93 и зарубежные стандарты (IEC ТС, ISO, Bald-ride Award, стандарты оценки качества программного обеспечения, методология СММ, модель SCOPE*PROGEPT и др.).

Глава 4 содержит обзор некоторых типичных областей примене­ния АИС, в том числе автоматизированных ИС по законодательству (и качестве примера рассмотрен прототип отечественных АИСЗ — ЮРИУС), офисные информационные системы (пример — офисный комплекс Lotus Notes); автоматизированные информационные сис­темы электронной коммерции (примеры: Интернет-магазин, пла­тежная система «Элит», Российская торговая система — РТС); авто­матизированные библиотечные информационные системы (приме­ры АБИС — ISIS, TinLib V280), корпоративные АИС, основанные на принципах MRP, MRP-II, ERP.

Кратко описаны также другие типы систем — географические информационные системы (ГИС), информационные системы вузов (АИС ВУЗ), Информационные системы медицинских учреждений (Hospital Information System — HIS), а также прочие профессио­нально-ориентированные АИС (рынок прикладного программного обеспечения России — бухгалтерские, складские, кадровые систе­мы, комплексные системы предприятия, «конструкторы» автомати­зации, персональные финансовые программы, средства подготовки документов, составления налоговой декларации, бизнес-плана и пр.

В приложениях приведены: глоссарий терминов, методические указания по выполнению лабораторной работы «Исследование фи­зической структуры и навигации в БД на примере АИСЗ ЮРИУС», пример отчета о подобной лабораторной работе.

Следует отметить, что авторы вынуждены рекомендовать чита­телю в процессе чтения настоящего учебного пособия обращаться к литературе, ранее вышедшей в данном издательстве, а именно:

Голицына О. Л., Максимов Н. В., Попов И. И. Базы данных: Учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. 352 с. (номер [5] в библио­графическом списке);

Голицына О. Л., Попов И. И. Основы алгоритмизации и програм­мирования: Учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002. 432 с. [6];

Максимов Н. В., Попов И. И. Компьютерные сети: Учеб. посо­бие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. 336 с. [24];

Партыка Т. Л., Попов И. И. Информационная безопасность: Учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002. 368 с. [28];

Партыка Т. Л., Попов И. И. Операционные системы, среды и оболочки. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. 400 с. [29].

В указанных книгах более подробно освещены вопросы органи­зации и реализации баз данных и файловых систем, правового обес­печения АИС, а также проблемы информационного поиска в Ин­тернете и организации распределенных БД.

Учебное пособие базируется на материалах, накопленных авто­рами в процессе практической и исследовательской деятельности, а также преподавания в МИФИ, МИСИ, МЭСИ, РГГУ.

Авторы выражают благодарность коллегам, принявшим участие в обсуждении материала: Максимову Н. В. (РГГУ), Курбакову К. И. (РЭА им. Г. В. Плеханова), а также Голицыной О. Л. (РГГУ), Белобровцевой О. В. (РТС), Яхимович Ю. В. (АО Консультант плюс), за предоставленные иллюстративные материалы.

Дата добавления: 2015-07-20