АИС_Конспект. Учебное пособие по предмету основы построения автоматизированных информационных систем для специальности

• Название: Учебное пособие по предмету основы построения автоматизированных информационных систем для специальности
• Дата: 04.09.2019
• Размер: 1.88 Mb.
• Имя файла: АИС_Конспект.doc
• Тип: Учебное пособие; #85919
• страница: 3 из 18

1.3. Автоматизированные системы в управлении

Задача информационного обеспечения управления решается с помощью автоматизированных информационных систем (АСУ).

АСУ можно определить как комплекс технических и программных средств, обеспечивающий управление объектом в производственной, научной или общественной сфере деятельности человека.

Цель разработки и внедрения АСУ – улучшение качества управления системами различных видов, которое достигается:

• 
  своевременным предоставлением полной и достоверной информации управленческому персоналу для принятия решений;
  
• 
  применением математических методов и моделей для принятия оптимальных решений.
  

Кроме того, внедрение АСУ обычно приводит:

• 
  к совершенствованию организационных структур и методов управления;
  
• 
  более гибкой системе документооборота и процедур управления;
  
• 
  упорядочению использования и создания нормативов;
  
• 
  совершенствованию организации производства.
  

Для возможности выполнения перечисленных выше функций АСУ должна обладать:

• 
  надежностью;
  
• 
  способностью приспосабливаться к изменениям окружающей среды;
  
• 
  механизмом защиты от неправильных действий персонала, пользователей;
  
• 
  устойчивостью к попыткам несанкционированного доступа к информации.
  

По функциональному признаку в составе АСУ можно выделить:

• 
  административно – организационные. Это системы управления предприятием – АСУП;
  
• 
  отраслевые системы управления – ОАСУ;
  
• 
  технологические (автоматизированные системы управления технологическими процессами – АСУТП);
  
• 
  интегрированные, объединяющие функции перечисленных АСУ.
  

Первоначально АСУ строились на основе больших ЭВМ, имевшихся в вычислительных центрах крупных предприятий и организаций, и предполагали централизованную обработку информации. Помимо штата вычислительного центра обслуживание АСУ требовало создания специального подразделения.

С появлением персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей основой программно – аппаратного обеспечения АСУ стали распределенные информационные системы. Такие информационные системы поострены на базе клиент – серверной архитектуры. При этом клиент – это процесс, выполняющий информационный запрос на удаленном компьютере пользователя, а сервер это процесс выполняющий обработку запроса и передающий результаты работы клиенту.

Клиент – серверные технологии позволяют полностью автоматизировать передачу информации лицам, ответственным за принятие решений, создавая, предпосылки для перехода к безбумажным технологиям управления, охватывающим все участки и подразделения предприятий и учреждений, весь производственный цикл.

Развитие информационных систем в управлении тесно связано с процессом становления поколений ЭВМ. Появление первых доступных пользователям информационных систем управления связано со вторым поколением ЭВМ. С появлением третьего поколения ЭВМ и четвертого связано массовое внедрение информационных технологий в производственный процесс.

Основное назначение информационных систем – предоставление конечным пользователям информации соответствующей определенному критерию. Развитие таких систем тесно связано с развитием вычислительной техники.

Если первоначальная цель разработки ЭВМ была связана с автоматизацией проведения сложных объемных вычислений, то в дальнейшем на первый план стали выходить задачи связанные с автоматизацией обработки данных и документов.

Так в 60-x годах XX вeкa основная фyнкция инфopмaциoнныx cиcтeм былa связана с диaлoгoвой oбpaбoткой зaпpocoв, xpaнeниeм зaпиceй. В этот период разрабатывается кoнцeпция yпpaвлeнчecкиx инфopмaциoнныx cиcтeм. Основная особенность таких систем – это предоставление управляющему персоналу отчетов, cocтaвлeнных нa ocнoвe coбpaнныx o пpoцecce управления дaнныx.

В 70-x годах системы подготовки отчетов были дополнены системами поддержки принятия. Эти cиcтeмы дoлжны были oбecпeчить управленцев интерактивной технологией принятия оперативных решений при быстроменяющейся экономической ситуации.

В 80-x годах развитиe микpo – ЭВМ (персональных компьютеров), программного обеспечения и тeлeкoммyникaциoнныx ceтeй дaлo тoлчoк к пoявлeнию распределенных вычислений, выполняемых конечным пользователем. С этoгo мoмeнтa кoнeчныe пoльзoвaтeли пoлyчили вoзмoжнocть caмocтoятeльнo иcпoльзoвaть вычиcлитeльныe pecypcы для peшeния зaдaч, cвязaнныx c иx пpoфeccиoнaльнoй дeятeльнocтью, нe зaвиcя oт cпeциaлизиpoвaнныx инфopмaциoнныx cлyжб.

Для этого периода характерно появление концепции исполнительных информационных систем. Эти cиcтeмы дoлжны были oбecпeчивaть выcшee pyкoвoдcтвo жизнeннo вaжнoй для ниx инфopмaциeй, пpeимyщecтвeннo o внeшнeм миpe, в мoмeнт, кoгдa им этo нeoбxoдимo и в фopмaтe, кoтopый oни пpeдпoчитaют.

К этому периоду следует так же отнести появление систем с интеллектуальной технологией обработки информации. Основу таких систем образует база знаний, в которой зафиксированы факты в определенной предметной области и содержатся правила их обработки. Совокупность фактов и правил позволила зафиксировать знания накопленные экспертами в данной области и использовать вычислительные ресурсы для получения качественных рекомендации в процессе управления. Данная технология позволяет говорить о новом типе информационных систем – экспертных системах.

В 90–х годах появилась кoнцeпция cтpaтeгичecких инфopмaциoнныx cиcтeм Такие системы используется для долгосрочного стратегического планирования деятельности фирмы, предприятия, основанного на анализе информации о новых товарах, услугах и технологиях.

1.4. Методы анализа автоматизированных информационных систем

В общем случае под анализом понимается процесс исследования системы, основанный на ее декомпозиции с последующим определением статических и динамических характеристик со­ставляющих элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с дру­гими элементами системы и окружающей средой.

Цели анализа системы:

• 
  детальное изучение системы для более эффектив­ного ее использования и принятия решения по ее дальнейшему совершенствованию или замене;
  
• 
  исследование альтернативных вариантов вновь создавае­мой системы управления с целью выбора наилучшего вари­анта.
  

Задачи анализа АСУ:

• 
  определение объекта анализа;
  

• 
  структурирование системы;
  
• 
  определение функциональных особенностей системы управ­ления;
  
• 
  исследование информационных характеристик системы;
  
• 
  определение количественных и качественных показателей си­стемы;
  
• 
  оценивание и оценка эффективности системы;
  
• 
  обобщение и оформление результатов анализа.
  

Анализируемая информационная система представляет собой объект в предметной области. Выделение системы как объекта требует решения следующих основных задач:

• 
  выделить анализируемую систему управления из окружающей среды;
  
• 
  определить цели и задачи данной системы;
  
• 
  произвести первичную декомпозицию системы с выделени­ем ее подсистем.
  

Процесс анализа системы может быть дополнен следующими действиями:

• 
  выделяются подсистемы и помехи со стороны окружающей среды, оказы­вающие положительное или отрицательное влияние на процесс функционирование системы;
  
• 
  определяются основные и второстепенные критерии оценки функционирования системы;
  
• 
  делается попытки выделить некоторые общие алгоритмы функционирования системы.
  

Важным моментом системного анализа является выявление структуры изучаемой системы.

Понятие структуры зависит от задач исследования. Ниже приводятся примеры, подробное рассмотрение которых можно найти в книге [12].

При разра­ботке структуры автоматизированной информационной системы отрасли требуется решить следующие задачи:

• 
  определить множество узлов системы и свя­зей между ними;
  
• 
  классифицировать задачи, выполняемые с помощью технических средств автоматизированной системы;
  
• 
  распределить задачи по подсистемам;
  
• 
  выбрать программные и аппаратные средства, обеспечивающие эффективное функционирование системы.
  

При создании автоматизированной информационной системы для поддержки процесса управления технологическими процес­сами требуется:

• 
  разработать схему распределения технологических процессов по производственным подсистемам;
  
• 
  выделить и классифицировать функции управления по производственным подсистемам;
  
• 
  разработать или подобрать алгоритмы для реализации функций системы.
  

Под структурой организационной системы подразумевается форма распределения задач и полномочий по принятию решений между лицами или структурными подразделени­ями, составляющими организационную систему, направленную на достижение стоящих перед ней целей.

Основные характеристики структуры системы могут быть разбиты на две группы.

К первой группе относятся характе­ристики, связанные с иерархичностью систем: число (подсистем) рассматриваемой системы, характер взаимосвязей между уровнями (подсистемами), степень централизации и децентрализации в управлении.

Ко второй группе – эффективность функционирования системы той или иной структуры. При этом под эффективностью понимается: затраты на функционирование системы, надежность, устойчивость к внешним помехам. Для информационных систем к характеристикам эффективности работы можно отнести: быстродействие и пропускную способность каналов связи.

Основное назначение информационных систем – предоставление информации конечному пользователю. В информационных – поисковых системах для этой цели используется специальный язык запросов.

Поэтому при анализе работы таких систем особое значение приобретают два вида анализа. Функциональный анализ и информационный анализ.

Функциональный анализ информационной системы позволяет оценить эффективность ее работы и при этом основное значение приобретают показатели:

• 
  определение времени, которое необходимо системе для предоставления информационного ресурса конечному пользователю;
  
• 
  степень соответствия полученных результатов запросу пользователя;
  
• 
  вычислительные ресурсы, использование которых необходимо для обслуживания запроса пользователя;
  
• 
  пропускная способность – количество документов и информационных запросов, обрабатываемых системой в единицу времени.
  

Дополнительно следует выделить такие особенности функционального анализа как производительность и надежность системы.

Производительность системы – количество пользователей и частота обращения с их стороны к системе.

Надежность – вероятность того, что система будет выполнять свои функции при заданных условиях в течение требуемого периода времени.

Следует так же учитывать типы информационных запросов, обслуживаемых системой.

Информационный анализ предусматривает исследование информационных потоков и массивов данных в данной системе. Информационный анализ позволяет выделить:

• 
  методы и средства передачи данных;
  
• 
  методы и средства обработки данных;
  
• 
  методы и средства хранения данных;
  
• 
  методы и средства представления данных;
  
• 
  методы и средства ввода – вывода данных.
  

Перечислим показатели, используемые в процессе информационного анализа:

• 
  количество и скорость передачи информации;
  
• 
  достоверность передаваемых сообщений;
  
• 
  направление информационных потоков;
  
• 
  качественный состав информации.
  

Для выполнения информационного анализа системы выполняют следующие действия:

• 
  разбиение информационной системы на подсистемы;
  
• 
  определение направлений информационных потоков и их характеристик.
  

Для выделения параметров функционального и информационного анализа рассмотрим процесс передачи данных по обобщенному каналу связи.



Рис.1.6. Схема передачи данных.

Передача информации по каналу связи предусматривает использование следующей функциональной цепочки, показанной на рисунке 1.6:

• 
  источник информации;
  
• 
  кодирующее устройство;
  
• 
  канал связи;
  
• 
  декодирующее устройство;
  
• 
  приемник информации.
  

Процесс передачи происходит при наличии помех со стороны внешней среды. При проведении информационного анализа следует учитывать ряд особенности процесса передачи.

Информация, циркулирующая по каналам системы, должна подвергаться процедуре кодирования. При выполнении кодирования обычно решают следующие основные задачи:

• 
  преобразование информации к виду пригодному для передачи по каналу связи;
  
• 
  кодирование информации для ее обеспечения ее конфиденциальности;
  
• 
  кодирование данных для защиты от искажений при воздействии помех.
  

Для того, что бы информация была пригодна для восприятия человеком, она подвергается процедуре декодирования, то есть производится дешифрование данных.

Если в процессе передачи имели место искажения, то используются алгоритмы восстановления данных.

Для оценки информационных потоков в системе используются различные методы оценки информации.

Метод оценки информации по Шеннону использует понятия энтропии. Энтропия характеризуется степенью неопределенности при передаче информации от источника к приемнику. По мере поступления информации от источника к приемнику энтропия приемника уменьшается. Для оценки количества информации используется элементарная единица бит. Это такое количество информации, которое уменьшает неопределенность знаний (энтропию) в два раза.

При равновероятных событиях количество информации измеряется по формуле

(1.5)

где