маршрутезатор. Лекции АИС УФИС 2011 студентам. Лекция 1 Введение
 Скачать 1.14 Mb.
|
|
Лекция 1 Введение Первые автоматизированные информационные системы, реализуемые на электромеханических бухгалтерских счетных машинах, появились начиная с 50-х годов прошлого столетия. В основном они предназначались для повышения скорости обработки расчетных документов (счетов и расчета зарплаты). Это приводило к некоторому сокращению затрат времени на подготовку бумажных документов. Такие системы называются системами обработки транзакций, т. е. определенной последовательности операций. В бухгалтерском учете к таким операциям относится выписка счетов, накладных, составление платежных ведомостей и другие. Период 1960-х — начала 70-х годов ознаменовался разработкой управленческих ИС для обработки производственной информации. Эти системы предназначались для ускорения подготовки отчетной документации. Использовались компьютеры широкого назначения для выполнения множества функций. В 1970-е годы информационные системы продолжают активно развиваться. Появляются микропроцессоры, интерактивные дисплейные устройства, дружественное по отношению к пользователю программное обеспечение, технология баз данных. Эти достижения создали условия для появления систем поддержки принятия решений (СППР), предоставляющих информацию по мере возникновения необходимости. СППР используют данные, оборудование, модели, программное обеспечение, труд специалистов с целью поддержки принятия решений управленцами на всех стадиях: информационной, когда исследуется среда и определяются события и условия, требующие принятия решений; проектной, когда разрабатываются и оцениваются возможные направления деятельности в процессе аналитического моделирования на основе имеющегося набора технологий; выбора, когда обосновывают и отбирают вариант (альтернативу), организуя слежение за его реализацией. С 1980-х годов в офисах начали применять различные компьютерные и телекоммуникационные технологии: текстовую обработку, настольное издательство, электронную почту. Интеграцию этих технологий в одном офисе стали называть офисной информационной системой (ОИС). ОИС начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. Работы по информационной супермагистрали, в частности связанные с созданием электронных библиотек, развернувшиеся во многих странах мира в середине 1990-х годов, в значительной мере оживили интерес к проблемам текстового поиска. Возникли такие совершенно новые направления как обнаружение информации в глобальной компьютерной сети Интернет, текстовый поиск, мультиязыковой поиск. Лекция 2 Общая характеристика автоматизированных информационных систем 1.1. АИС: основные понятия и определения Автоматизация — это замена физического и умственного труда человека работой технических средств, обеспечивающих выполнение работ с заданной производительностью и качеством без вмешательства человека, за которым остаются функции наблюдения и подготовки технических средств к эксплуатации. Информация — сведения об объектах, явлениях, событиях, процессах окружающего мира, передаваемые устным, письменным или другим способом и уменьшающие неопределенность знаний о них. Система может представлять собой один объект или совокупность разнородных, но взаимодействующих и взаимосвязанных по определенным правилам объектов. ГОСТ 34.003-90 дает следующее определение системы и автоматизированной системы. «Система — совокупность элементов, объединенная связями между ними и обладающая определенной целостностью». Таким образом, система — это совокупность взаимодействующих (взаимосвязанных) элементов, объединенных единством цели и общими целенаправленными правилами взаимоотношений. Под совокупностью элементов понимается набор элементов, который позволяет системе иметь общие характеристики. Под взаимосвязанностью элементов подразумевается набор целенаправленных правил взаимоотношений между элементами. При построении системы должна быть определена целевая функция и разработаны алгоритмы структуры и функции системы. Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для сбора, хранения, обработки и выдачи информации в целях решения поставленных задач. «Автоматизированная система — система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций» (ГОСТ 34.003-90,). При рассмотрении систем выделяют три основных научных направления. Системный подход — подход, основные задачи которого состоят в разработке методов анализа и синтеза объектов, описания их целостных характеристик, исходя из целенаправленности поведения исследуемой системы и ее частей, взаимодействия с окружающей средой. Общая теория систем — теория, основная задача которой состоит в том, чтобы, опираясь на понимание системы в виде комплекса взаимосвязанных элементов, найти совокупность законов, объясняющих поведение, развитие и функционирование системы. Системный анализ — совокупность методов и методик выработки и принятия решений при проектировании, конструировании и управлении сложными объектами (социальными, экономическими, техническими и т. д.). «Информационная технология — приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки и использования данных» (ГОСТ 34.003-90). «Информационная система — организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе и с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы». Автоматизированная система управления (АСУ) — человеко-машинная система, реализующая автоматизированный сбор и переработку информации, необходимой для принятия решений по управлению объектом. Лекция 3 Автоматизированные информационные системы можно разделить на: системы информационного обеспечения, имеющие самостоятельное целевое назначение и область применения; системы (подсистемы) информационного обеспечения, входящие в состав автоматизированных систем управления (АСУ). АИС первой группы, как правило, содержат информационную базу, используемую различными потребителями для удовлетворения информационных потребностей при принятии решений. Примером таких систем могут служить электронные библиотечные каталоги, АИС по законодательству (например, Консультант +, Гарант), системы электронного документооборота финансовых документов (например, «Система электронной обработки данных местного уровня» для автоматизации работы районных налоговых инспекций). К этой группе можно отнести следующие системы: информационно-справочные и информационно-поисковые; автоматизации документооборота; обучающие; экспертные; искусственного интеллекта; геоинформационные; гипертекстовые и другие. Информационно-справочные (ИСС) и информационно-поисковые системы (ИПС) делят на документальные и фактографические. Документальные системы — системы, предназначенные для поиска, обработки и вывода списков документов по определенным темам и признакам, полных текстов документов или их рефератов, справок различного назначения. Примером могут служить поисковые возможности системы Консультант-f- (См. Приложение 2). Фактографические системы — системы, предназначенные для поиска, накопления, хранения, обработки и вывода данных по каким-либо фактам, событиям, сведениям. Системы автоматизации документооборота — совокупность методов и средств для перевода документооборота из бумажной формы в электронную. Например, электронные депозитарии — базы данных, в которых хранятся записи об акционерах. Обучающие системы — системы тренировочные и контролирующие, наставнические, имитационные и моделирующие, развивающие игры. Тренировочные и контролирующие системы предназначены для закрепления умений и навыков на основе пройденного теоретического материала. Обучение идет во время ответов обучаемых на предлагаемые вопросы. Если ответы неправильные, предлагаются подсказки. Наставнические системы предназначены для изучения теоретического материала путем диалога «человек—машина». Если ответы обучаемого неверны, программа предлагает повторно изучить материал. Имитационные и моделирующие системы используют графически-иллюстративные и вычислительные возможности компьютерных программ и предназначены для построения моделей и ситуаций с возможностью изменения их параметров. Развивающие игры предлагают обучаемому воображаемую среду, используя возможности которой он реализует те или иные условия и комбинации. Экспертные системы (ЭС) — системы, которые с помощью ЭВМ и ПО выполняют функции экспертов при решении задач в области их компетенции. Экспертные системы могут проводить анализ ситуации, выдавать советы и консультации, ставить объективный диагноз. Лекция 4 По степени автоматизации ЭС делят на: информационные — системы, включающие необходимую информацию для выработки решений, не затрагивая самой сути решений, которые после анализа принимает человек; информационно-советующие — системы, предоставляющие информацию для принятия решений и содержащие элементы оценки решений, но окончательное решение принимает человек; управляющие — системы, осуществляющие по заданным программам целенаправленное воздействие на производственный объект или процесс на основе исходной информации и выработанных решений; самонастраивающиеся — системы, которые могут в рамках заданного алгоритма изменить программу при ситуациях, не заданных в ней. Системы искусственного интеллекта — системы, в которых с помощью ЭВМ решаются сложные исследовательские задачи. Это задачи машинного перевода с одного естественного языка на другой, автоматического доказательства теорем, распознавания изображений, алгоритмов и стратегий игр, планирования действий роботов и другие. Искусственный интеллект — совокупность научных дисциплин, изучающих методы решения интеллектуальных (творческих) задач с использованием ЭВМ. Геоинформационные системы — системы, в которых все данные об объектах привязаны к общей электронной топографической основе. Эти системы предназначены для использования в тех предметных областях, в которых структура объектов и процессов имеет пространственно-географическую привязку. Гипертекстовые системы — системы с ассоциативным связыванием текстов, так называемым гипертекстом. Гипертекст — обычный текст, который содержит ссылки на связанные по смыслу фрагменты текста того же или другого документа. Гипертекстовые ИПС основаны на идее ассоциативно-навигационного подхода к анализу текстовой информации. АИС второй группы являются важнейшей составляющей различных АСУ: АСУП — АСУ предприятия; АСУ ТП — АСУ технологическими процессами; АСУ ТО — АСУ территориальными организациями; • ОГАС — общегосударственная автоматизированная система; АСПР — автоматизированных систем плановых расчетов; АСГС — АС государственной статистики; САПР — систем автоматизированного проектирования; АСНИ — АС научных исследований. АСУ можно классифицировать по признакам назначения, ранга, характера действия , сложности и т. д.: по назначению — движущимися объектами, диспетчерские, организационные, предприятия, энергетическими установками, технологическими процессами и т. д.; по рангу (уровню управления) — локальные (в рамках одной организации), региональные, отраслевые, межотраслевые, республиканские, общегосударственные и международные; по характеру действия — непрерывные и дискретные; по сложности — малые, средние, большие. Лекция 5 1.2. Информационные потоки и необходимость их автоматизации Документооборот — последовательность прохождения документов с момента их составления или получения до момента их обработки и использования. Основные принципы документооборота: • рациональное и своевременное составление документов; • последовательность охвата документами всех видов хозяйственной деятельности организации; взаимосвязь документов; рациональная обработка документов; сокращение путей прохождения документов; • систематизированное изучение и совершенствование документооборота. Информационный поток — информация, рассматриваемая в процессе ее движения в пространстве и времени в определенном направлении. Поток информации — это группа данных, рассматриваемых в процессе ее движения в пространстве и времени в одном направлении. У этих данных есть общий источник и общий приемник. Поток, состоящий из смысловых структурных элементов, называют сообщением. Информационное обеспечение (ИО) АСУ должно предоставить всем функциональным подсистемам необходимую информацию в требуемом объеме, в требуемые сроки и в удобной для использования форме. В процессе управления для создания ИО должны быть осуществлены: сбор информации о состоянии внешней среды и объекта управления, т. е. создание информации, называемой первичной, текущей, входной; подготовка и сборка информации в соответствии с некоторой моделью управления, т. е. создание промежуточной информации; выработка управляющих воздействий, т. е. создание оперативной и управляющей информации. В АСУ на нижних уровнях действует детальная информация о состоянии объекта управления. По мере движения информации от нижних уровней управления к высшим она должна быть избавлена от лишних подробностей, бесполезной детализации. Этот процесс называется интеграцией или сжатием информации, а сама информация — осведомительной. Распорядительная информация (идущая от верхних уровней к нижним ) на средних уровнях «размножается», так как средние уровни генерируют дополнительную информацию. Информация, полученная для выработки управляющих воздействий, называется управляющей (оперативной), требующей немедленной реакции системы управления. По критерию стабильности выделяют переменную и постоянную информацию. Переменная информация отражает фактическое состояние объекта и, как правило, участвует в одном цикле обработки. Постоянную информацию многократно используют для обработки переменной информации. Создание информационного обеспечения АИС (АСУ) начинают с анализа информационных потоков: обследуют реальные потоки и анализируют полученные результаты. Составляют структурную схему потоков информации. Обследуют и изучают существующие потоки, определяют реальные характеристики документов. Изучение существующих потоков информации значительно повышает качество проектируемой системы. Главная цель — выявить возможность автоматизации процессов сбора, передачи и переработки сообщений или их частей. В результате для перехода от существующих потоков информации к потокам, действующим в условиях автоматизированного управления, составляют таблицы: сводные, отражающие количество документов при существующей системе управления; первичного анализа структуры и значимости существующих документов; анализа структуры и значимости типового сообщения в условиях АУ; • рекомендуемых потоков информации от подразделений в АСУ; рекомендуемых потоков информации, выводимых из системы управления в подразделении; сводные, отражающие потоки информации, выводимые из системы управления с помощью ТС. Эффективным инструментом структурирования информации является математическое моделирование. Создание модели ИО должно основываться на результатах детального обследования объекта управления, выявления закономерностей, функционирования в нем информационных потоков и определения решаемых задач. Должна быть определена связь логических и физических уровней организации (рис. 1.1). Прежде чем приступить к автоматизации информационных потоков, должны быть выполнены:  системный анализ информационных потоков — уровень проблем, среда распространения, тип информации, взаимосвязь потоков; формирование целевых установок — политических, хозяйственных, нравственных, технических; определение переменных управления —- экономических, организационных, правовых, информационных. Лекция 6 Потоки информации могут формироваться: 1) как речевая передача информации; 2) как передача информации в виде обычных документов с ручной доставкой; с использованием технических средств ручного ввода; с автоматическим вводом сообщений. Поток информации рассматривается как совокупность двух понятий — схемы и элементов потока. Схема потока информации задается указанием отношения вхождения относительно каждого элемента потока. Элементами потока могут быть документы, элементы документов (показатели, реквизиты), операторы (люди, устройства, подразделения). Операторы могут быть источниками и потребителями. Система классификации и кодирования информации обеспечивает формализацию информации в виде, пригодном для последующей обработки ее на ЭВМ. При обработке информации с помощью технических средств используют различные структуры: скалярные данные, массивы, блоки, записи и т. д. Данные — информация, представленная в формализованном виде, позволяющем передавать или обрабатывать ее с помощью ТС. Массив — множество данных, содержащих достаточно полное описание информационной совокупности, состоящей из однотипных объектов. Смысловое содержание массива обычно указывается в его названии. Массив состоит из отдельных записей, имеющих одинаковое смысловое содержание. Каждая запись массива состоит из реквизитов. Длина реквизита — количество ячеек памяти, записанных последовательно. Блок — несколько записей, объединенных в одну физическую запись. ЭВМ обрабатывает данные одного блока, выводит результат во внешнюю память, затем выводит для обработки следующий блок. Объединение записей в блок осуществляется автоматически. Объем блока равен объему сектора магнитного диска (МД), а для массивов на магнитном барабане — объему буферной памяти. На рис. 1.3 представлена классификация массивов на основе следующих классификационных признаков: семантического содержания; технологии использования; носителя информации;  технических характеристик. Организация массивов — упорядочение его записей и их физическое размещение в памяти системы. Как правило, массивы упорядочивают по ключу — наиболее важному признаку. Организация (структура) бывает: последовательно-смежная; цепная; ветвящаяся; списковая. Современные средства электронного документооборота дают возможность создать интегральные системы с одновременной обработкой структурных и неструктурных данных, включая письма, приказы, инструкции, расписания, видеоинформацию и т. д. Управление обычной электронной почтой предусматривает автоматизацию рассылки информации по адресам, т. е. с помощью ИС происходит управление всем документооборотом. Например, в экспертной системе знания (наборы понятий и отношений между ними) представлены в символьной форме. Типы знаний: понятийные, конструктивные, процедурные, фактографические, метазнания. Понятийные — знания, выработанные в теоретических науках и используемые для решения определенной задачи. Конструктивные — знания, выработанные в технике и большей части прикладных наук, о наборах возможных структур объектов и взаимодействии между их частями. Процедурные — знания, используемые в выбранной предметной области, методы, алгоритмы и программы, полезные для конкретного приложения, которые можно использовать, передавать и объединять в библиотеки. Фактографические знания — количественные и качественные характеристики объектов и явлений. Метазнания — знания о порядке и правилах применения знаний. В основе представления знаний с помощью семантических сетей лежит формализация в виде графа с помеченными вершинами и дугами. Вершины — некоторые сущности (объекты, события, процессы, явления), а дуги — отношения между ними. |