Информационные системы и технологии. М. С. Гаспариан Г. Н. Лихачева Информационные системы
 Скачать 1.98 Mb.
|
|
Тема 2. Основные процессы преобразования информации Дидактические единицы: Два аспекта рассмотрения информационных процессов в системах управления: преобра- зование и движение. Процесс принятия решения как основ- ной элемент преобразования информации. Основные фазы процесса принятия решений как информационного процесса. Процессы передачи информации. Потоки информации. Не- обходимость структурного подхода к информации. Инфор- мационный процесс как преобразование «информация – дан- ные». Особенности процесса преобразования информации в данные в организационно – экономических системах. Уровни представления информационных процессов: концептуаль- ный, логический и физический. Концептуальная модель ин- формационного процесса: сбор, подготовка, передача, ввод информации; обработка, обмен, накопление данных; пред- ставление знаний. Логический уровень представления ин- формационного процесса: модель предметной области, общая модель управления, модели решаемых задач, модели органи- зации информационных процессов (обработки, обмена, нако- пления, представления знаний). Физический уровень пред- ставления информационного процесса: подсистемы обработ- ки данных, обмена данными, накопления данных, управления данными, представления знаний. Изучив данную тему, студент должен: знать: основные фазы процесса принятия решений; этапы информационного процесса преобразования «ин- формация – данные»; уровни представления информационных процессов; Основные процессы преобразования информации 27 уметь: представлять процесс принятия решений как информаци- онный процесс; выделять уровни информационных процессов; разрабатывать схемы информационных потоков; формулировать требования к организации информацион- ного процесса на концептуальном, логическом и физиче- ском уровнях; приобрести навыки представления процесса принятия решения как информа- ционного процесса; разработки схем информационных потоков. При изучении темы 2 необходимо: Читатьлекционный материал темы 2, [104, стр. 5-7], [11, Стр. 12-13], [5, стр. 123-178]. Акцентировать внимание на следующем: Информационные процессы в системах управления рас- сматриваются в двух аспектах: преобразования и движения. Основным элементом преобразования информации яв- ляется процесс принятия решения. Процесс принятия решения включает ряд последова- тельных этапов, которые могут быть соединены как прямыми, так и обратными связями, образуя итеративные циклы. Обмен информацией – одна из самых сложных проблем управления, поэтому возникает задача изучения информаци- онных потоков. Информационный процесс реализуется на трех уровнях: концептуальном, логическом и физическом. Для самооценки темы 2 необходимо: Ответить на следующие вопросы: 1. Каковы два основных аспекта рассмотрения информаци- онных процессов в системах управления? 2. Что понимается под решением в системах управления? Информационные системы 28 3. Что означает термин «принятие решения» применитель- но к системам управления? 4. Какие три основных стадии включает процесс принятия управленческого решения? 5. Какие этапы включает стадия подготовки решения? 6. Какие этапы включает стадия принятия решения в про- цессе принятия управленческого решения? 7. Какие этапы включает стадия реализации решения? 8. Приведите классификацию информационных каналов связи. 9. Дайте определение информационного потока. 10. Чем характеризуется информационный поток? 11. В чем преимущества структурного подхода к информации? План практического занятия по теме 2 1. Обсуждение темы 2, выявление и пояснение наиболее трудных вопросов темы. 2. Опрос студентов по лекционному материалу по теме 2 (проведение коллоквиума). 3. Итоговое тестирование по теме 2. 4. Обсуждение результатов теста. 2.1. Аспекты рассмотрения информационных процессов в системах управления Информационные процессы в системах управления рас- сматриваются в двух аспектах: преобразования и движения. В первом случае изучаются этапы и способы преобразова- ния информации в функциональных блоках управляющей сис- темы, а во втором случае – передача информации между ними. Основным элементом преобразования информации яв- ляется процесс принятия решения, по отношению к которому остальные элементы преобразования информации: наблюде- ние, анализ, фильтрация данных, сохранение, размножение данных – рассматриваются как частные, вспомогательные. Под решением понимается некое предписание к дейст- вию для объекта управления (план, инструкция, приказ). На Основные процессы преобразования информации 29 практике обычно разрабатывается несколько альтернативных вариантов. Выбор наилучшего варианта в определенном смысле называется принятием решения, а процесс разработки альтернатив – процессом принятия решения. Процесс принятия решения включает ряд последова- тельных этапов, которые могут быть соединены как прямыми, так и обратными связями, образуя итеративные циклы. Ос- новным содержанием начальных этапов является формирова- ние множества альтернатив и выявление предпочтения, т.е. постановка задачи принятия решения. Управленческое решение – это результат конкретной управленческой деятельности менеджера. Результат решения зависит от лиц, принимающих ре- шение, и внешних предпосылок. Не каждое лицо, прини- мающее решение, отдает предпочтение наиболее оптималь- ному решению с позиции конечных целей деятельности ор- ганизации. Обычно менеджер, принимающий решение, обладает определенной содержательной базовой и процедур- ной информацией. На принятие решения влияет стереотип мышления и поведение менеджера, которые складываются на основе его индивидуальных психофизиологических особен- ностей, обусловливающих структуру эмоций и восприимчи- вость информации, и ранее принятых подобных решений. Технология менеджмента рассматривает управленческое решение как процесс, состоящий из трех стадий: подготовка решения, принятие решения и реализация решения. Стадия подготовки решения предполагает: Получение данных: в результате наблюдения за внеш- ней средой, поиска данных. Если данные об объекте на- блюдения поступают из разных источников, то их досто- верность оценивается методами статистики. В процессе принятия решения может возникнуть потребность в до- полнительной информации. Для её привлечения тре- буются время и затраты, поэтому в данной ситуации оценивается риск действия менеджера без дополнитель- ной информации; Информационные системы 30 Фильтрация данных применительно к каждому отдель- ному процессу принятия решения или классу. Менед- жер обычно использует три вида фильтров: отсечка не- достоверных данных, агрегация данных, типологическая выборка, и потом задаются классификационные призна- ки в соответствии со своей целевой ориентацией в дан- ном процессе принятия решения. При отсечке недосто- верных данных исходное множество разбивается на два класса: пропускаемых и отсекаемых, с использованием признаков отсечки, пороговых величин достоверности и шкал важности. При агрегации множество элементов разбивается на классы агрегации и выбирается способ агрегации, т.е. переход к макроэлементам. Каждому классу ставится в соответствие макроэлемент, при этом сохраняются интересующие менеджера характеристики. При типологической выборке производится разбиение множества данных на классы эквивалентности и отбор элементов – представителей каждого класса; Структуризация данных обеспечивает постановку задачи для принятия решения. Менеджер имеет ситуацию А, и требуется решить проблему В, иными словами, имеет ме- сто логическое высказывание вида: дано А, требуется В. Но менеджер обычно имеет ряд ситуаций, ставящих перед ним соответственно ряд проблем, поэтому, чтобы сформу- лировать конкретную задачу для принятия решения, не- обходимо сопоставить их между собой. При описании ус- ловия задачи определяется множество управляемых и не- управляемых факторов возможных исходов. Обычно знания и опыт менеджера помогают выделить факторы, определить их значимость, степень возможного изменения и воздействия на них. Однако вероятность множества воз- можных исходов менеджер должен сформировать; Формирование альтернатив решения или множества возможных исходов относится к области прогнозирова- ния, поскольку решается вопрос реализации каждой альтернативы и следствий её реализации. Из множества Основные процессы преобразования информации 31 возможных исходов выделяется подмножество осущест- вимых альтернатив. На втором этапе – принятие решения, можно обозна- чить следующие действия менеджера: Определение множества желаемых альтернатив из мно- жества возможных исходов, так как на первом этапе под- готовки решения менеджер имеет определенную целе- вую ориентацию, которая складывалась под влиянием базовой информации. По мере актуализации появляют- ся новые ограничения для отсечения альтернатив, т.е. происходит сужение множества желаемых альтернатив. Таким образом, образуется первая компонента задачи принятия решения (множество желаемых альтернатив); Выявление предпочтений или формирование критерия выбора альтернатив, т.е. правил оценки исходов и отбо- ра альтернатив. Итак, появляется вторая компонента решения задачи. Альтернативы оцениваются по многим признакам. По каждому признаку формируется свой профиль предпочтения (функция полезности) или кри- терий решения. Если решение принимается по одному критерию, то принято его называть простым, если ис- пользуется несколько профилей, то сложным; Выбор наилучшей альтернативы, т.е. принятие решения. Заключительная стадия – реализация решения предпо- лагает: Проверку и оценку принятого решения. На всех этапах принятия решения менеджером используются формальные и неформальные модели фильтрации данных, прогнозиро- вания и выбора альтернатив, поэтому он должен интерпре- тировать и оценить принятое решение проблемы; Формулирование директив исполнителям (исполни- тельному блоку). Если результаты проверки удовлетво- ряют всем требованиям менеджера, то принятое реше- ние в виде заданий передается исполнителю для его реализации. Информационные системы 32 Процесс передачи сведений называется процессом комму- никации или связи. Между функциональными блоками (элемен- тами) системы управления имеются информационные связи: из- менения в одной части системы вызывают изменения в другой. Передача данных происходит по каналам связи, где какая-то часть информации теряется из-за помех, возникающих в каналах связи, дезинформации и неправильной её интерпретации. Каналы связи могут быть условно разделены на: 1) естественные и искусственные; 2) пространственные и временно передающие. Естественные каналы связи предполагают передачу ин- формации посредством разговорной речи или зрительного восприятия информации. Искусственные каналы – радио, те- левидение. Пространственные передающие каналы связи – телефон, факс, компьютерные сети. Основное назначение временно передающих каналов связи – сохранение информа- ции в течение некоторого промежутка времени. Руководитель 50-90% рабочего времени тратит на ком- муникации, чтобы реализовать свои роли в межличностных отношениях, информационном обмене и процессах принятия решений по функциям управления. Структура коммуника- ционной сети обусловлена структурой экономического объек- та, функциями и взаимодействием отдельных элементов сис- темы управления, поэтому обмен информацией представляет одну из самых сложных проблем на любом уровне иерархии управления. В этой связи возникает актуальная проблема изу- чения информационных потоков. Под информационным потоком понимается сложившееся или организованное в пределах информационной системы движение данных в определенном направлении. Поток инфор- мации – целенаправленное движение информации от источни- ка до потребителя. Информационный поток характеризуется: – адресностью – поток информации предполагает нали- чие основных элементов: отправитель (источник данных), со- общение, канал (средство передачи информации) и получа- тель (приемник сообщения); Основные процессы преобразования информации 33 – режимом – передаваемая информация может подраз- деляться на поступающую потребителю принудительно в не- регламентируемые сроки или по запросу, или на поступаю- щую потребителю в регламентируемые сроки; – объемом – количественная характеристика информа- ции, измеряемая в условных единицах. Понятие потока следует рассматривать как совокупность элементов: схема потока информации и элемента потока ин- формации. Схема потока задается указанием отношений вхож- дения (например, функциональные отношения) относительно каждого элемента потока (документа, элемента документа). Информационная связь в экономических объектах реали- зуется в процессе сбора и регистрации первичной информации, передачи, накопления, хранения, обработки и получения ре- зультатной информации для принятия управленческих реше- ний. Понимание сущности и роли экономической информации в управлении организацией дает возможность выявить и про- анализировать недостатки существующей информационной системы, правильно поставить проблему её совершенствования. Для устранения недостатков в организации информа- ционных потоков необходимо: 1. Устранить параллельные информационные потоки, имеющие одни и те же источники. 2. Привести информацию к сопоставимой форме. 3. Устранить многократную обработку одних и тех же сведений в разных органах управления. 4. Организовать равномерное продвижение информа- ции по каналам связи с целью устранения запаздывания и по- вышения её актуальности. 5. Устранить разнообразие документов, что затрудняет поиск необходимой информации. 6. Создать банки данных коллективного пользования. 7. Внедрить современные машинные носители инфор- мации. 8. Минимизировать маршруты прохождения инфор- мации. Информационные системы 34 2.2. Информационный процесс как преобразование «информация – данные» Автоматизированные информационные процессы опе- рируют машинным представлением информации – данными и, как информационная технология в целом, могут быть представлены тремя уровнями: концептуальным, логиче- ским и физическим. Однако прежде чем превратиться в дан- ные, информация должна быть сначала собрана, соответст- вующим образом подготовлена и только после этого введена в компьютер, представ в виде данных на машинных носите- лях информации. Процесс перевода информации в данные в организаци- онно-экономических системах управления лишь частично ав- томатизирован, т.к. осведомляющая о состоянии объекта управления информация семантически сложна и разнообраз- на. Процесс преобразования информации в данные в таких системах может быть представлен на следующей схеме: Объект управления Сбор информации Подготовка и контроль Ввод информации Данные Поток осведомляющей информации Основные процессы преобразования информации 35 Сбор информации состоит в том, что поток осведом- ляющей информации, поступающей от объекта управления, воспринимается человеком и переводится в документальную форму (записывается на бумажный носитель информации). Составляющими этого потока могут быть показания приборов технических систем, накладные, акты, ордера, ведомости, журналы, описи и т.п. Для перевода потока осведомляющей информации в автоматизированный контур информацион- ной технологии необходимо собранную информацию пере- дать в места её ввода в компьютер, так как часто пункты полу- чения первичной информации от них пространственно уда- лены. Передача осуществляется, как правило, традиционно, с помощью курьера, телефона. Собранная информация для ввода должна быть предва- рительно подготовлена, поскольку модель предметной облас- ти, заложенная в компьютер, накладывает свои ограничения на состав и организацию вводимой информации. В современ- ных информационных системах ввод информации осуществ- ляется по запросам программы, отображаемым на экране дис- плея, и часто дальнейший ввод приостанавливается, если опе- ратором проигнорирован какой-либо важный запрос. Очень важными на этапах подготовки информации и ввода являют- ся процедуры контроля. Контроль подготовленной и вводимой информации на- правлен на предупреждение, выявление и устранение оши- бок, которые неизбежны в первую очередь из-за так называе- мого «человеческого фактора». Человек устает, его внимание может ослабнуть, кто-то может его отвлечь – в результате воз- никают ошибки. Ошибки при сборе и подготовке информа- ции могут быть и преднамеренными. Любые ошибки приво- дят к искажению вводимой информации, к её недостоверно- сти, а значит, к неверным результатам обработки и в конечном итоге к ошибкам в управлении системой. При кон- троле собранной и подготовленной информации применяют совокупность приемов, как ручных, так и формализованных, направленных на обнаружение ошибок. Вообще процедуры контроля полноты и достоверности информации и данных Информационные системы 36 используются при реализации информационных процессов повсеместно и могут быть подразделены на визуальные, логи- ческие и арифметические. Визуальный метод широко исполь- зуется на этапе сбора и подготовки информации и является ручным. Логический и арифметический, являясь автоматизи- рованными методами, применяются на последующих этапах преобразования данных. При визуальном методе производится зрительный про- смотр документа в целях проверки полноты, актуальности, подписей ответственных лиц, юридической законности и т.д. Логический метод контроля предполагает сопоставление фактических данных с нормативными, или с данными пре- дыдущих периодов обработки, проверку логической непро- тиворечивости функционально-зависимых показателей и их групп и т.д. Арифметический метод контроля включает подсчет кон- трольных сумм по строкам и столбцам документов, имеющих табличную форму, контроль по формулам, признакам делимо- сти или четности, балансовые методы, повторный ввод и т.п. Для предотвращения случайного или намеренного искажения ин- формации служат организационные и специальные мероприя- тия. Это четкое распределение прав и обязанностей лиц, ответ- ственных за сбор, подготовку, передачу и ввод информации. Это и автоматическое протоколирование ввода, и обеспечение санк- ционированного доступа в компьютерную систему. В настоящее время компьютеры всё шире применяются на рабочих местах служащих, ответственных за сбор, подго- товку и предварительный контроль первичной информации. В этом случае используются автоматизированные подготовка и контроль собранной информации, и, таким образом, фазы подготовки и ввода объединяются. Ввод информации при создании информационной тех- нологии в организационно-экономической системе в конеч- ном итоге всё ещё остается ручным – пользователь в подав- ляющем большинстве случаев «набирает» информацию на клавиатуре, визуально контролируя правильность вводимых символов по отображению на экране дисплея. Каждое нажа- Основные процессы преобразования информации 37 тие клавиши – это преобразование символа, изображенного на ней, в электрический двоичный код, т.е. в данное. Этап ввода – заключительный этап процесса преобразования ис- ходной информации в данные. Конечно, сейчас есть, помимо клавиатуры, и другие устройства ввода, позволяющие убыст- рить и упростить этот трудоёмкий и изобилующий ошибками этап, например, сканеры или устройства речевого ввода. Од- нако указанные устройства ещё далеки от совершенства и достаточно дороги. Для решения задач с использованием информационных технологий, помимо ввода осведомляющей информации об объекте управления, необходимо также подготавливать и вво- дить информацию о структуре и содержании предметной об- ласти (т.е. модель объекта управления), а также информацию о последовательности и содержании процедур технологических преобразований для решения поставленных задач, т.е. алгорит- мическую модель. Суть подготовки информации такого рода состоит в написании программ и описании структур данных на специальных языках программирования. Этап разработки и ввода программ в настоящее время преимущественно автомати- зирован благодаря использованию современных систем про- граммирования. С их помощью существенно облегчается про- цесс создания программ, их отладка и ввод. Тем не менее сам процесс моделирования, т.е. разработки моделей предметной области решаемых задач и их алгоритмической реализации, ос- тается творческим и на этапе разработки информационных тех- нологий в своей основе практически неавтоматизируем. Таким образом, после сбора, подготовки, контроля и ввода исходная информация (документы, модели, программы) пре- вращаются в данные, представленные машинными кодами, ко- торые хранятся на машинных носителях и обрабатываются тех- ническими средствами информационной технологии. Как отмечалось выше, информационный процесс может быть представлен тремя уровнями: концептуальным, логиче- ским и физическим. Концептуальный уровень определяет со- держательный аспект информационной технологии или про- Информационные системы 38 цесса, логический – отображается формализованным (мо- дельным) описанием, а физический уровень раскрывает про- граммно-аппаратную реализацию информационных процес- сов и технологии. 2.3. Уровни представления информационных процессов При производстве информационного продукта исходный информационный ресурс в соответствии с поставленной зада- чей подвергается в определенной последовательности различ- ным преобразованиям. Динамика этих преобразований отобра- жается в протекающих при этом информационных процессах. В результате информация может ихменить и содержание, и фор- му представления, причем как в пространстве, так и во времени. Фазы преобразования информации в информационной технологии достаточно многочисленны, и простое их пере- числение может привести к потере ощущения целостности технологической системы. Однако если провести структури- зацию технологии, выделив такие крупные структуры, как процессы и процедуры, то концептуальная модель базового информационного процесса может быть представлена на сле- дующей схеме (рис. 2.3.1). На этой схеме в левой части даны блоки информацион- ных процессов, в правой – блоки процедур. Блок в виде пря- моугольника изображает процесс или процедуру, в которых преобладают ручные или традиционные операции. Овальная форма блоков соответствует автоматическим операциям, про- изводимым с помощью технических средств (компьютеров и средств передачи данных). В верхней части схемы информа- ционные процессы и процедуры осуществляют преобразова- ние информации, имеющей ярко выраженное смысловое со- держание. Синтаксический аспект информации находится здесь на втором плане. В этом случае говорят о преобразова- нии собственно информации. В нижней части схемы произ- Основные процессы преобразования информации 39 водится преобразование данных, т.е. информации, представ- ленной в компьютерном виде. И на этом уровне представле- ния преобладает синтаксический аспект информации. Рис. 2.3.1. Концептуальная модель базового информационного процесса Логический уровень информационного процесса пред- ставляется комплексом взаимосвязанных моделей, формали- зующих информационные процессы при технологических преобразованиях информации и данных. Формализованное (в виде моделей) представление информационного процесса позволяет связать все его параметры, а это означает возмож- ность реализации управления информационными процесса- ми и процедурами. На рис. 2.3.2. приведены состав и взаимосвязи моделей базового информационного процесса. В зависимости от об- ласти применения и назначения модели информационных процессов конкретизируются, а некоторые могут и отсутство- вать. Например, в настоящее время из-за того, что на потреби- Информационные системы 40 тельском рынке информационных технологий нет относи- тельно недорогих, надежных и простых в эксплуатации ин- теллектуальных информационных систем, процесс представ- ления знаний в структуре организуемой информационной технологии может отсутствовать. Если, к примеру, информа- ционная технология проектируется на не объединенных в сеть АРМ, процесс обмена данными и соответственно его мо- дели будут отсутствовать. Однако наибольший эффект ин- формационная технология дает тогда, когда в её составе ис- пользуется весь набор информационных процессов. Рис. 2.3.2. Состав и взаимосвязи моделей базового информационного процесса Основные процессы преобразования информации 41 Физический уровень информационного процесса пред- ставляет его программно-аппаратную реализацию. При этом стремятся максимально использовать типовые технические средства и программное обеспечение, что существенно уменьшает затраты на создание и эксплуатацию информаци- онных систем и технологий. С помощью программно- аппаратных средств практически осуществляются базовые информационные процессы и процедуры в их взаимосвязи и подчинении единой цели функционирования. Таким обра- зом, и на физическом уровне любой информационный про- цесс рассматривается как система, причем большая система, в которой выделяется несколько крупных подсистем (рис. 2.3.3). Это подсистемы, реализующие на физическом уровне ин- формационные процессы: подсистема обработки данных, подсистема обмена данными, подсистема накопления данных, подсистема управления данными и подсистема представле- ния знаний. С системой взаимодействуют пользователь и про- ектировщик системы. Рис. 2.3.3. Состав и взаимосвязи подсистем базового информационного процесса на физическом уровне Информационные системы 42 Контрольные вопросы по теме 2: 1. Каковы два основных аспекта рассмотрения информа- ционных процессов в системах управления? 2. Что понимается под решением в системах управления? 3. Что означает термин «принятие решения» примени- тельно к системам управления? 4. Какие три основных стадии включает процесс принятия управленческого решения? 5. Какие этапы включает стадия подготовки решения? 6. Какие этапы включает стадия принятия решения в про- цессе принятия управленческого решения? 7. Какие этапы включает стадия реализации решения? 8. Приведите классификацию информационных каналов связи. 9. Дайте определение информационного потока. 10. Чем характеризуется информационный поток? 11. Раскройте последовательность фаз процесса преобразо- вания информации в данные в организационно- экономических системах управления. 12. Какие основные методы контроля подготовленной и вводимой информации используются при преобразова- нии её в данные? 13. Дайте характеристику фазе ввода информации при пре- образовании её в данные. 14. Какими тремя уровнями может быть представлен ин- формационный процесс? 15. Приведите структурную схему концептуальной модели базового информационного процесса. 16. Приведите структурную схему состава и взаимосвязи моделей базового информационного процесса. 17. Приведите структурную схему взаимосвязи подсистем на физическом уровне представления базового инфор- мационного процесса. 18. Дайте краткую характеристику подсистеме управления данными на физическом уровне представления базового информационного процесса. |