Структура інформаційних систем

Комп’ютерні ІС належать до класу складних систем, які містять багато різноманітних елементів, що взаємодіють. Повної і загальноприйнятої класифікації елементів ІС досі не існує. Найчастіше у структурі ІС виокремлюють компоненти — елементи, які вважають неподільними. Компонент (підсистема) ІС — це частина ІС, виокремлена за зазначеною ознакою або сукупністю ознак, що розглядається як самостійне ціле. За своїм призначенням компоненти поділяються на забезпечувальні та функціональні.

Забезпечувальні компоненти — види забезпечення — ІС:

технічне — сукупність усіх технічних засобів, використовуваних під час функціонування системи;

програмне (ПЗ) — сукупність програм на носіях даних і програмних документів, що призначені для відлагодження, функціонування та перевірки роботоздатності ІС;

математичне — сукупність математичних методів, моделей і алгоритмів розв’язування задач, які застосовуються в ІС. До цього виду забезпечення включають моделі та алгоритми, які стають надалі інструментом розробки програмних засобів (моделі системи управління та об’єкта автоматизації відносять до організаційного забезпечення);

організаційне — сукупність документів, що описують технологію функціонування ІС, методи, згідно з якими користувачі вибирають і застосовують технологічні прийоми для одержання конкретних результатів під час функціонування ІС;

інформаційне — інформаційні ресурси як предмет праці, методи і засоби ведення інформаційної бази. До інформаційного забезпечення належать форми документів, нормативна база й реалізовані рішення щодо обсягів, розміщення та форм існування інформації, яка використовується в ІС під час її функціонування;

лінгвістичне — сукупність засобів і правил формалізації природної мови, які під час функціонування ІС використовуються при спілкуванні користувачів та експлуатаційного персоналу ІС з комплексом технічних засобів;

правове — сукупність правових норм, які регламентують правові відносини під час функціонування ІС та юридичний статус результатів такого функціонування;

ергономічне — сукупність засобів і методів, які створюють найсприятливіші умови праці людини в ІС, умови для взаємодії людини та ЕОМ. Ергономічні вимоги визначаються властивостями людини та характеристиками середовища і встановлюються для підвищення ефективності, надійності та безпеки функціонування системи «людина — машина».

Функціональний підхід до структури ІС дає змогу виокремити її елементи за іншим принципом.

Функція ІС — це сукупність дій ІС, спрямована на досягнення зазначеної мети. Перелік функцій конкретної ІС залежить від сфери її діяльності, об’єкта управління, призначення і т. ін.

Складові ІС — ергономічне забезпечення та інтерфейс користувача

Робота користувача з ІС має бути зручною і комфортною. На емоційний, фізичний і розумовий комфорт людини впливають соціальні фактори, фактори фізичної та психологічної ергономіки — психологічний клімат, конструктивні особливості обладнання, доступність і надійність системи, чутливість системи, якість розробки діалогу «користувач — система».

Інтерфейс користувача — це комплекс апаратних і програмних засобів, що забезпечує взаємодію користувача з комп’ютером. Це поняття включає три головні аспекти:

мову дій — що може робити користувач під час взаємодії з ІС;

мову відображення — що бачить (чує) користувач у результаті роботи системи;

базу знань — що необхідно знати користувачеві для роботи з ІС.

Близьким за змістом до терміна «функція ІС» є термін «задача оброблення даних» — функція або її частина, що являє собою формалізовану сукупність автоматичних дій, виконання яких приводить до результатів заданого виду.

Класифікація задач важлива для розуміння можливого призначення ІС і характеристик технології автоматизованого оброблення даних.

За сферою розв’язування задачі можна поділити на економічні, політичні, правові тощо. Основою розв’язування будь-якої правової задачі є те чи інше перетворення інформації. З огляду на це правову задачу (у широкому сенсі) можна визначити як ситуацію правового характеру, яка потребує виконання певного комплексу дій, що мають на меті знайти такі кількісні та якісні характеристики початкової інформації про об’єкт пізнання, які, у свою чергу, дали б змогу здобути нові знання про нього і використовувати їх для відшукання істини у виконуваному правовому дослідженні. Оскільки початкової інформації часто бракує для розв’язування задачі, то доводиться перетворювати й саму її постановку.

З погляду можливості автоматизованого розв’язування правові задачі, як і будь-які інші, можна поділити на кілька типів:

такі, що їх може розв’язати тільки людина;

такі, що людина може їх розв’язати, скориставшись технічними засобами для виконання тих чи інших операцій, що входять до задачі;

такі, що людина може їх розв’язати, утворивши з машиною діалогову людино-машинну систему;

такі, що машина може їх розв’язати без втручання людини.

Межа між названими типами задач розпливчаста, але спостерігається постійна тенденція до збільшення частки робіт, виконуваних автоматизовано або автоматично. Прикладом є поділ обов’язків між людиною та ЕОМ із судово-криміналістичної експертизи. На початку використання обчислювальної техніки судовий експерт працював з ЕОМ через посередника (оператора) — формував завдання та початкові дані, застосовував традиційні криміналістичні методи дослідження для контролю і поповнення машинних даних, зіставляв здобуті результати й формулював висновки. Згодом необхідність у посередникові відпала, а з повним визнанням надійності результатів, отримуваних за допомогою ЕОМ, відпала потреба в паралельних дослідженнях з використанням традиційних криміналістичних методів. Сьогодні виконання деяких видів криміналістичних експертиз (переважно ідентифікаційного характеру) повністю автоматизоване — від кодування початкової інформації до оцінювання здобутих результатів.

Спосіб взаємодії людини з ЕОМ, поділ обов’язків і відповідальності між ними багато в чому залежить від ступеня формалізації алгоритму. За цією ознакою розрізняють:

формалізовані задачі — задачі, для яких визначено чіткий алгоритм розв’язування, описуваний у вигляді математичних формул і залежностей. Такі задачі можуть розв’язуватись в автоматичному режимі;

частково формалізовані — повний алгоритм розв’язування задачі невідомий, відомі тільки окремі його частини. Розв’язування задачі розбивається на окремі етапи, порядок виконання яких залежить від проміжних результатів, що їх має оцінити користувач. Для таких задач передбачається інтерактивний режим розв’язування;

неформалізовані — неможливо визначити алгоритм обчислення заздалегідь. Для розв’язування таких задач існують спеціальні методи, за допомогою яких в інтерактивному режимі можна виконати певну дію, задавши початкові умови, що можуть постійно змінюватись. Якість розв’язку задачі цілком залежить від кваліфікації, таланту та інтуїції людини.

За методом обчислення (математичною сутністю) виокремлюють задачі прямого розрахунку, в яких виконуються звичайні арифметичні дії за чітко визначеним алгоритмом; оптимізаційні, які полягають у виборі одного (оптимального за визначеним критерієм) розв’язку серед багатьох можливих, та інформаційно-пошукові (типу «запитання—відповідь»). Для оптимізаційних задач характерні, як правило, невеликі обсяги вхідних даних і складні методики розрахунків з використанням різноманітних математичних моделей. Складні методики розв’язування притаманні й інформаційно-пошуковим задачам, які оперують значними обсягами інформації, що характерне й для задач прямого розрахунку, які є найпростішими стосовно алгоритму.

За характером перетворення інформації розрізняють задачі обчислювальні, імітаційні, прийняття рішень.

За регулярністю розв’язування бувають задачі систематичні, епізодичні та випадкові, а за частотою виникнення і необхідною швидкістю розв’язування — регламентовані та оперативні.

Структурними елементами технічного забезпечення є технічні засоби, методичні і управлінські матеріали, технічна документація, обслуговуючий персонал, які забезпечують виконання функціональних задач інформаційної системи.

Персонал об’єднує розробників і експлуатаційників комплексу технічних засобів з врахуванням периферійного обладнання, засобів зв’язку і телеобробки, організаційно-технічний, монтажно-налагоджувальний, експлуатаційний і обслуговуючий штат працівників.

Технологічне забезпечення.

Технологічні процеси, які відбуваються в сфері матеріального виробництва, описуються послідовністю операцій і етапів переходу вихідного продукту в кінцевий. Технологічні процеси тісно пов’язані з інформаційною системою і мають справу з інформацією. Стосовно до інформаційної системи слід розрізняти технологічні процеси проектування, впровадження і аналогічні процеси її функціонування.

Технологія розробки інформаційної системи повинна описати процеси проектування на всіх етапах. Тут з одного боку слід виділити технологію перебудови апарату управління та його підготовку до проведення автоматизації, а з іншого технологію проектування і впровадження, тобто розробку інформаційної системи. Технологічні процеси повинні приводити до розробки методів, алгоритмів і програм обробки інформації і підтримання функціонування інформаційної бази даних.

Впровадження інформаційної системи спонукає до широких змін методів роботи управлінського персоналу, структури системи, процедур управління, документопотоків. Ці зміни умовно можуть бути поділені на дві групи. До першої групи відносяться зміни, пов’язані з проведенням комплексу заходів по вдосконаленню діючої організації і управління. До другої групи відносяться зміни, пов’язані з вдосконаленням методів і технології, обумовлені автоматизацією розв’язку задач.

Перераховані особливості повинні враховуватися в технології управління для чого потрібно:

1) розширити обсяг задач менеджменту (по кількості і складності алгоритмів розв’язку) для всіх рівнів управління та впровадження принципово нових задач;

2) використовувати для розв’язку управлінських задач точну інформацію про об’єкт управління і оточуюче середовище;

3) задовольняти будь-яким заданим нормативам розв’язку задач по часу, періодичності, різноманітних площинах і варіантах, в тому числі підтримувати режим управління в реальному часі;

4) здійснити інтеграцію систем управління по рівнях, а також організаційних і технологічних структур управління (наприклад, створення гнучких автоматизованих виробництв можливе тільки таким чином);

5) створити умови для ефективнішої роботи менеджерів в таких напрямках:

- забезпечення менеджерів вибірковою, повною, своєчасною, позбавленою шуму інформацією в зручній для сприйняття формі;

- звільнення менеджерів та іншого персоналу від виконання рутинних робіт;

- формування нормативно-довідкової інформації і консультування при прийнятті рішення;

- підготовка варіантів рішення (альтернатив);

- прогнозування наслідків рішень, що приймаються;

- імітація ситуацій прийняття рішень і перебирання варіантів;

- забезпечення інформаційного сервісу (наприклад, відповідей на запити);

- виконання інструкцій по розв’язку управлінських задач, які забезпечують виконання рішень: диспетчерування, контроль забезпечення ресурсами та їх розрахунок;

- реалізація зв’язків з іншими менеджерами, базами даних інших інформаційних систем і з організаціями зовнішнього середовища;

6) забезпечити впровадження безпаперової технології обліку, контролю, звітності, планування, оперативного управління, управління матеріально-технічним забезпеченням і т.д.

Організаційне забезпечення.

Під організаційним забезпеченням слід розуміти узгодження по місцю, часу і меті сумісне функціонування окремих виконавців, колективів і технічних засобів. Воно повинно здійснюватися і регулюватися деякими правилами взаємодії, які утворюють правовий та моральний кодекс і складають основу правового забезпечення. Тому організаційне забезпечення будується на нормативних актах правового забезпечення, а правове забезпечення знаходить своє втілення в організаційному забезпеченні.

Організаційне забезпечення інформаційної системи охоплює сукупність засобів, методів і відповідного персоналу. Воно повинно забезпечити:

- проведення техніко-економічного аналізу існуючої системи управління, вибору і постановки задач побудови інформаційної системи на етапі розробки і впровадження;

- регламентацію взаємодії персоналу з комплексом технічних засобів і між собою в процесі розв’язку задач управління, контролю ефективності роботи системи управління на етапі функціонування інформаційної системи.

На етапі проектування організаційне забезпечення виконує наступні задачі:

- аналіз існуючих систем управління і формулювання напрямів підвищення їх ефективності;

- вибір і постановку задач управління;

- формулювання вимог до комплексу технічних засобів;

- розробку організаційних рішень по складу, структурі, організації і методології розв’язку задач управління в інформаційній системі, склад робочих процедур і пояснення щодо їх виконання.

На етапі функціонування інформаційної системи організаційне забезпечення вирішує такі задачі:

- впровадження методів задач управління;

- організацію функціонування персоналу і комплексу технічних засобів інформаційної системи;

- контроль і аналіз ефективності управління;

- формування пропозицій по вдосконаленню і розвитку інформаційної системи.

В склад організаційного інформаційного забезпечення включаються схеми структури управління і списки штатних розкладів, уніфіковані форми документів, відомості про системи морального і матеріального стимулювання, посадові інструкції.

Правове забезпечення.

Основою ефективного розвитку підприємств є нормативно-правова база, яка грунтується на сукупності законів, потрібних для регулювання діяльності та створення сприятливих умов для її розвитку. Правове забезпечення - це сукупність норм, виражених в нормативних актах, які встановлюють і закріплюють організацію інформаційної системи, її мету, завдання, структуру і функції (правовий статус інформаційної системи і її підрозділів), призначених для регламентації створення і функціонування інформаційної системи. Правове забезпечення будується на базі юридичного підходу, який розглядає соціальне управління, як організаційну, в тому числі виконавчо-розпорядницьку діяльність державних органів, спрямовану на виконання законів та інших нормативних актів, прийнятих органами влади і управління. Юридичний підхід аналізує місце і роль права в управлінні, визначає зміст законної виконавської і розпорядчої діяльності державних і управлінських органів, виробляє рекомендації по її вдосконаленню.

Конструктивно функції управління в сфері права реалізуються у вигляді нормативно-правових актів, планів, положень і методик, обов’язкових для всіх ГОСТів, які визначають різноманітні заходи в сферах планування і управління. Нормативно-правові акти - це форма вираження і встановлення правових норм, сукупність яких утворює нормативно-правову базу управління, яка будується за ієрархічним принципом. Нормативно-правові акти поділяються на законодавчі, нормативні акти міністерств і відомств, акти місцевих органів влади і управління, локальні нормативні акти, індивідуальні акти.

На етапі функціонування інформаційної системи правове забезпечення включає:

- статус інформаційної системи в конкретних галузях державного управління;

- правове положення про компетенцію ланок інформаційної системи і організацію їх діяльності;

- права, обов’язки і відповідальність персоналу інформаційної системи;

- правове положення окремих видів процесів управління в інформаційній системі;

- порядок отримання і використання інформації в інформаційної системі, процедури її збору, реєстрації, зберігання, передачі і обробки;

- порядок отримання і використання комплексу технічних засобів, програмного, інформаційного та інших видів забезпечення.

Математичне забезпечення.

Математичне забезпеченнявключає сукупність математичних методів, моделей і алгоритмів для розв’язку задач управління і обробки інформації із застосуванням обчислювальної техніки. Математичне забезпечення містить засоби математичного забезпечення, методи вибору розв’язування, технічну документацію, персонал (спеціалістів цієї галузі). До засобів математичного забезпечення відносяться: моделі процесів управління, алгоритми розв’язку задач управління, методи оптимізації за багатьма критеріями, методи математичного програмування, математичної статистики, теорії масового обслуговування та інші. До методів вибору рішення математичного забезпечення інформаційної системи відносяться методи вибору типів алгоритмів, оцінки їх точності, швидкодії і складності. Технічна документація включає описи задач і алгоритмів, постановки задач, описи пакетів прикладних програм, тести і контрольні приклади. Спеціалісти математичного забезпечення займаються постановкою задач та використання математичних аналітичних і числових методів.

Лінгвістичне забезпечення.

Лінгвістичне забезпечення охоплює сукупність науково-технічних термінів ти інших мовних засобів, правил формалізації мов, методів стиску запису інформації, засобів діалогу людини і обчислювальної системи. Лінгвістичне забезпечення включає в себе:

- інформаційні мови для опису структурних одиниць баз даних інформаційної системи (документів, показників, реквізитів);

- мови управління, маніпулювання і обміну даними в банку даних інформаційної системи;

- мовні засоби інформаційно-пошукових систем;

- мовні засоби системи автоматизованого проектування;

- діалогові мови;

- словники термінів і визначень.

Ергономічне забезпечення.

Ергономічне забезпеченняохоплює сукупність методів і засобів, призначених для створення оптимальних умов для ефективної діяльності і навчання операторів з складу персоналу інформаційної системи. Ергономічне забезпечення включає в себе:

- комплекс документації, яка містить ергономічні вимоги до робочих місць і здійснює експертизу робочих місць;

- комплекс методів, учбово-методичних матеріалів і технічних засобів підготовки персоналу до роботи;

- комплекс методів і засобів, які забезпечують професійний відбір.

В плані ергономічного забезпечення на етапах проектування інформаційної системи визначається ступінь і рівень участі людини в системі управління, вимоги до форми представлення інформації, умови оточуючого середовища діяльності людини, порядок роботи і відпочинку персоналу, нормативи навантаження і надійності персоналу; вимоги до технічних засобів, способи взаємодії персоналу і технічних засобів.

В реальних інформаційних системах загальне число видів забезпечення, що підтримують достатнє та повне функціонування організації може бути і меншим. Обов’язковими складовими інформаційної системи є лише підсистеми інформаційного, програмного і технічного забезпечення. Функції інших видів забезпечення менш значимі і можуть об’єднуватися і групуватися або входити в основні підсистеми.

Центр ваги управлінської діяльності повинен бути зосереджений на функціональних задачах, таких, як багатофакторне планування, розрахунок балансу, розробка нормативів, облік і контроль. Органи управління повинні вирішувати складні і широкомасштабні інформаційні задачі, для чого вони повинні отримувати від об’єктів управління своєчасну, якісну, повну і достовірну інформацію; своєчасно обробляти її, виробляти команди управління і видавати звітність і результати аналізу вищестоячим організаціям. Одночасно повинні вирішуватися задачі прогнозування, перспективного і поточного планування, визначення основних напрямів розвитку науково-технічного прогресу.

Основними методологічними принципами впровадження інформаційної системи в управління є:

- впровадження найефективніших методів управління, які б забезпечували оптимальність принципових рішень, всебічне нагромадження і використання досвіду;

- автоматизація і механізація інформаційних процесів і технологій;

- організація чіткого, безперебійного і високонадійного зв’язку з об’єктами управління і об’єктів між собою;

- методична єдність проектування усіх ланок інформаційної системи і забезпечення інформаційної, технічної і програмної сумісності усіх засобів;

- однократність формування вихідної інформації і ввід її в систему, багатократне її використання і зберігання на протязі необхідного часу, доступ до інформації усіх зацікавлених користувачів, агрегування інформації по мірі її переміщення знизу вверх.

90