Реферат: Комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы. Математическое и программное обеспечение

Проектирование информационного обеспечения ИС


1. Понятие информационного обеспечения ИС


Структура ИС. Виды обеспечивающих подсистем


Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых обеспечивающими подсистемами.




Информационное обеспечение - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

^ Техническое обеспечение - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

^ Математическое и программное обеспечение - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

^ Организационное обеспечение - совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.

^ Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, а также регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.


^ Понятие и виды информационного обеспечения


Информационное обеспечение ИС является средством для решения следующих задач:

однозначного и экономичного представления информации в системе (на основе кодирования объектов);

организации процедур анализа и обработки информации с учетом характера связей между объектами (на основе классификации объектов);

организации взаимодействия пользователей с системой (на основе экранных форм ввода-вывода данных);

обеспечения эффективного использования информации в контуре управления деятельностью объекта автоматизации (на основе унифицированной системы документации).


Информационное обеспечение ИС включает два комплекса: внемашинное информационное обеспечение (классификаторы технико-экономической информации, документы, методические инструктивные материалы) и внутримашинное информационное обеспечение (макеты/экранные формы для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, структуры информационной базы: входных, выходных файлов, базы данных).


К информационному обеспечению предъявляются следующие общие требования:

информационное обеспечение должно быть достаточным для поддержания всех автоматизируемых функций объекта;

для кодирования информации должны использоваться принятые у заказчика классификаторы;

для кодирования входной и выходной информации, которая используется на высшем уровне управления, должны быть использованы классификаторы этого уровня;

должна быть обеспечена совместимость с информационным обеспечением систем, взаимодействующих с разрабатываемой системой;

формы документов должны отвечать требованиям корпоративных стандартов заказчика (или унифицированной системы документации);

структура документов и экранных форм должна соответствовать характеристиками терминалов на рабочих местах конечных пользователей;

графики формирования и содержание информационных сообщений, а также используемые аббревиатуры должны быть общеприняты в этой предметной области и согласованы с заказчиком;

в ИС должны быть предусмотрены средства контроля входной и результатной информации, обновления данных в информационных массивах, контроля целостности информационной базы, защиты от несанкционированного доступа.


Таким образом, Информационное обеспечение ИС можно определить как совокупность

единой системы классификации,

унифицированной системы документации и

информационной базы.




^ 2. Классификация и кодирование информации


Основные понятия классификации


Цель классификации и кодирования – эффективный поиск, обработка и передача информации. Раньше (когда мощности вычислительных систем были существенно меньше) эта проблема стояла особенно остро, однако рассматриваемые вопросы актуальны и сейчас. Классификация позволяет информационному массиву обрести системность, что повышает эффективность его восприятия человеком (также как и ЭВМ).

Итак, информация сначала упорядочивается (классифицируется), а затем формализуется (кодируется).

Классификация – это разделение множества объектов на подмножества по их сходству или различию в соответствии с принятыми методами. Классификация фиксирует закономерные связи между классами объектов. Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Таким образом, совокупность правил распределения объектов множества на подмножества называется системой классификации.

Свойство или характеристика объекта классификации, которое позволяет установить его сходство или различие с другими объектами классификации, называется признаком классификации. Например, признак "роль предприятия-партнера в отношении деятельности объекта автоматизации" позволяет разделить все предприятия на две группы (на два подмножества): "поставщики" и "потребители". Множество или подмножество, объединяющее часть объектов классификации по одному или нескольким признакам, носит название классификационной группировки.

^ Основанием классификации называется признак, по которому ведётся разбиение множества на подмножества на определенной ступени классификации. Ступень классификации – это результат очередного распределения объектов одной классификационной группировки. Уровень классификации – это совокупность классификационных группировок, расположенных на одних и тех же ступенях классификации. Глубина системы классификации – это количество уровней классификации, допустимое в данной системе.




Классификатор — это документ, с помощью которого осуществляется формализованное описание информации в ИС, содержащей наименования объектов, наименования классификационных группировок и их кодовые обозначения.


По сфере действия выделяют следующие виды классификаторов:

международные,

общегосударственные (общесистемные),

отраслевые

локальные классификаторы.


Международные классификаторы входят в состав Системы международных экономических стандартов (СМЭС) и обязательны для передачи информации между организациями разных стран мирового сообщества.

Общегосударственные (общесистемные) классификаторы, обязательны для организации процессов передачи и обработки информации между экономическими системами государственного уровня внутри страны (классификаторы ЕСКК, например ОКПО).

Отраслевые классификаторы используют для выполнения процедур обработки информации и передачи ее между организациями внутри отрасли.

Локальные классификаторы используют в пределах отдельных предприятий.


Каждая система классификации характеризуется следующими свойствами:

гибкостью системы;

емкостью системы;

степенью заполненности системы.


Гибкость системы — это способность допускать включение новых признаков, объектов без разрушения структуры классификатора. Необходимая гибкость определяется временем жизни системы.

^ Емкость системы — это наибольшее количество классификационных группировок, допускаемое в данной системе классификации.

Степень заполненности системы определяется как частное от деления фактического количества группировок на величину емкости системы.


В настоящее время чаще всего применяются два типа систем классификации: иерархическая и многоаспектная.


Лекции по ИС:

При систематизированной (иерархической) классификации список предметных рубрик строится в виде множества деревьев. Вся предметная область разбивается на несколько рубрик (обычно не пересекающихся), каждая из которых может включать несколько подрубрик. Рубрики и подрубрики должны быть связаны между собой отношением «Род-Вид», «Часть-целое» или «Класс-представитель». Таким образом, при систематизированной классификации используются уже семантические основы предметной области, выражаемые в указанных выше отношениях между категориями, понятиями или классами.


Недостатком как перечислительной, так и иерархической классификации является принципиальная невозможность заранее перечислить все темы, по которым существуют или могут существовать документы. Выход из таких ситуаций путем добавления к классификатору новых рубрик (классов, предметов) не может эффективно решить проблему, так как требует в таких случаях переиндексирования всего ранее накопленного документального фонда, что чаще всего невозможно по техническим и технологическим причинам.


^ Еще разок:


При использовании иерархического метода классификации происходит последовательное разделение множества объектов на подчиненные, зависимые классификационные группировки. Получаемая на основе этого процесса классификационная схема имеет иерархическую структуру. В ней первоначальный объем классифицируемых объектов разбивается на подмножества по какому-либо признаку и детализируется на каждой следующей ступени классификации. Обобщенное изображение иерархической классификационной схемы представлено на рисунке:




Характерными особенностями иерархической системы являются:

возможность использования неограниченного количества признаков классификации;

соподчиненность признаков классификации, что выражается разбиением каждой классификационной группировки, образованной по одному признаку, на множество классификационных группировок по нижестоящему (подчиненному) признаку.


Таким образом, классификационные схемы, построенные на основе иерархического принципа, имеют неограниченную емкость, величина которой зависит от глубины классификации (числа ступеней деления) и количества объектов классификации, которое можно расположить на каждой ступени. Количество же объектов на каждой ступени классификации определяется основанием кода, то есть числом знаков в выбранном алфавите кода. (Например, если алфавит – двузначные десятичные цифры, то можно на одном уровне разместить 100 объектов). Выбор необходимой глубины классификации и структуры кода зависит от характера объектов классификации и характера задач, для решения которых предназначен классификатор.


При построении иерархической системы классификации сначала выделяется некоторое множество объектов, подлежащее классифицированию, для которого определяются полное множество признаков классификации и их соподчиненность друг другу, затем производится разбиение исходного множества объектов на классификационные группировки на каждой ступени классификации.

^ К положительным сторонам данной системы следует отнести логичность, простоту ее построения и удобство логической и арифметической обработки.

Серьезным недостатком иерархического метода классификации является жесткость классификационной схемы. Она обусловлена заранее установленным выбором признаков классификации и порядком их использования по ступеням классификации. Это ведет к тому, что при изменении состава объектов классификации, их характеристик или характера решаемых при помощи классификатора задач требуется коренная переработка классификационной схемы. Гибкость этой системы обеспечивается только за счет ввода большой избыточности в ветвях, что приводит к слабой заполненности структуры классификатора. Поэтому при разработке классификаторов следует учитывать, что иерархический метод классификации более предпочтителен для объектов с относительно стабильными признаками и для решения стабильного комплекса задач.




^ Многоаспектная классификация


Аспект — точка зрения на объект классификации, который характеризуется одним или несколькими признаками. Многоаспектная система — это система классификации, которая использует параллельно несколько независимых признаков (аспектов) в качестве основания классификации. Существуют два типа многоаспектных систем: фасетная и дескрипторная. Фасет — это аспект классификации, который используется для образования независимых классификационных группировок. Дескриптор — ключевое слово, определяющее некоторое понятие, которое формирует описание объекта и дает принадлежность этого объекта к классу, группе и т.д.


^ Под фасетным методом классификации понимается параллельное разделение множества объектов на независимые классификационные группировки. При этом методе классификации заранее жесткой классификационной схемы и конечных группировок не создается. Разрабатывается лишь система фасетов, то есть система таблиц значений таких признаков классификации, которые позволяют рассмотреть объекты в определенном аспекте. Кроме того, определяется порядок следования фасетов (фасетная формула). Обычно позиция фасета определяется его частотой использования.

При необходимости создания классификационной группировки для решения конкретной задачи осуществляется выборка необходимых признаков из фасетов и их объединение в соответствие с фасетной формулой. Общий вид фасетной классификационной схемы представлен на рисунке:




Лекции по ИС:

Идея фасетной классификации состоит в том, что вся предметная область сведений разбивается на ряд исходных групп рубрик (фасет) по организационно-технологическому или семантическому принципу, отражающему специфику предметной области. Фасеты выступают в роли «кирпичиков», из которых можно сложить (сконструировать) любую, даже самую сложную и узкую предметную рубрику. Внутри фасет предметные рубрики строятся и упорядочиваются по алфавитно-иерархическому принципу.


Пример: Рассмотрим систему классификации фильмов, для которой можно предложить следующие фасеты:


Ф1

Ф2

Ф3

Ф4

Ф5

Ф6

Ф7

Тип

Жанр

Продолжительность

Год

Страна

Цвет

Звук

Анимация

Боевик

До 1 часа

До II МВ

США

цветной

Да

Документальный

Комедия

1.5 часа

До 1965

Индия

ч/б

Нет

Игровой

Фантастика

2 часа

До 1985

Европа










Мелодрама

> 2 часов

До 1992

СССР и Россия
















До 2002

Другое
















> 2001











Используя построенную систему фасет, можно, например, сформировать классификационную группировку «фильмы, имеющие шанс понравиться интеллигентному человеку».
Из курса ИС нам известно, что для содержательного поиска информации в документах и показателях используют информационно-поисковые языки дескрипторного типа. Определение (ИС). Информационно-поисковым языком (ИПЯ) называется специализированный искусственный язык, предназначенный для описания основного смыслового содержания поступающих в систему сообщений, с целью обеспечения возможности последующего их поиска. Классификационные ИПЯ, которые используют для проведения иерархической или многоаспектной классификации, относятся к классу предкоординируемых. Это значит, что отношения (связи) между терминами таких языков жестко задаются с самого начала. Дескрипторные языки относятся к классу посткоординируемых. Основой любого дескрипторного языка является словарь, основу которого составляет множество ключевых слов, используемых для описания содержания документа. Некоторые из них могут быть специально выделены как рекомендованные для занесения в индекс и использования в ПОД или ПОЗ. Такие ключевые слова носят название дескрипторов языка (все остальные ключевые слова иногда называют аскрипторами). Кроме того, на множестве ключевых слов в дескрипторном языке обычно задаются отношения, позволяющие выделить для каждого дескриптора группу слов, имеющих сходное (синонимичное) по смыслу значение. Эти отношения получили название парадигматических отношений лексических единиц. Таким образом, каждое ключевое слово в рассматриваемом словаре является либо дескриптором, либо синонимом некоторого дескриптора. При формировании поискового образа документа или запроса вместо аскрипторов в поисковый образ запроса или документа всегда записывается соответствующие им дескрипторы, что позволяет отбирать при поиске все документы, содержание которых описано одинаковыми по смыслу, но различными по написанию словами. Кроме дескрипторов и аскрипторов в словарь ИПЯ также могут входить так называемые стоп-слова, которые являются «запрещенными» для анализа, то есть не могут записываться в ПОД или ПОЗ. К ним обычно относят служебные слова языка (предлоги, союзы, местоимения и проч.), а также слова, имеющие слишком неопределенное значение.
^ Определение (ИС). Словарь дескрипторного информационно-поискового языка с зафиксированными в нем парадигматическими отношениями лексических единиц называется информационно-поисковым тезаурусом (ИПТ).
^ Кодирование технико-экономической информации

Для полной формализации информации недостаточно простой классификации, поэтому проводят следующую процедуру — кодирование.

Кодирование — это процесс присвоения условных обозначений объектам и классификационным группам по соответствующей системе кодирования. Кодирование реализует перевод информации, выраженной одной системой знаков, в другую систему, то есть перевод записи на естественном языке в запись с помощью кодов.

^ Система кодирования — это совокупность правил обозначения объектов и группировок с использованием кодов.

Код — это условное обозначение объектов или группировок в виде знака или группы знаков в соответствии с принятой системой. Код базируется на определенном алфавите (некоторое множество знаков). Число знаков этого множества называется основанием кода. Различают следующие типы алфавитов: цифровой, буквенный и смешанный.


Код характеризуется следующими параметрами:

длиной;

основанием кодирования (числом знаков в алфавите);

структурой кода, под которой понимают распределение знаков по признакам и объектам классификации;

степенью информативности, рассчитываемой как частное от деления общего количества признаков на длину кода;

коэффициентом избыточности, который определяется как отношение максимального количества объектов к фактическому количеству объектов.


К методам кодирования предъявляются определенные требования:

код должен осуществлять идентификацию объекта в пределах заданного множества объектов классификации;

желательно предусматривать использование в качестве алфавита кода десятичных цифр и букв;

необходимо обеспечивать по возможности минимальную длину кода и достаточный резерв незанятых позиций для кодирования новых объектов без нарушения структуры классификатора.


Методы кодирования могут носить самостоятельный характер – регистрационные методы кодирования, или быть основанными на предварительной классификации объектов – классификационные методы кодирования.


^ Регистрационные методы кодирования бывают двух видов: порядковый и серийно-порядковый. В первом случае кодами служат числа натурального ряда. Каждый из объектов классифицируемого множества кодируется путем присвоения ему текущего порядкового номера. Данный метод кодирования обеспечивает довольно большую долговечность классификатора при незначительной избыточности кода. Этот метод обладает наибольшей простотой, использует наиболее короткие коды и лучше обеспечивает однозначность каждого объекта классификации. Кроме того, он обеспечивает наиболее простое присвоение кодов новым объектам, появляющимся в процессе ведения классификатора. Существенным недостатком порядкового метода кодирования является отсутствие в коде какой-либо конкретной информации о свойствах объекта. В серийно-порядковом методе кодирования кодами служат числа натурального ряда с закреплением отдельных серий этих чисел (интервалов натурального ряда) за объектами классификации с одинаковыми признаками. В каждой серии, кроме кодов имеющихся объектов классификации, предусматривается определенное количество кодов для резерва.


^ Классификационные коды используют для отражения классификационных взаимосвязей объектов и группировок и применяются в основном для сложной логической обработки экономической информации. Группу классификационных систем кодирования можно разделить на две подгруппы в зависимости от того, какую систему классификации используют для упорядочения объектов: системы последовательного и параллельного кодирования.

^ Последовательные системы кодирования характеризуются тем, что они базируются на предварительной классификации по иерархической системе. Код объекта классификации образуется с использованием кодов последовательно расположенных подчиненных группировок, полученных при иерархическом методе кодирования. В этом случае код нижестоящей группировки образуется путем добавления соответствующего количества разрядов к коду вышестоящей группировки.

^ Параллельные системы кодирования характеризуются тем, что они строятся на основе использования фасетной системы классификации и коды группировок по фасетам формируются независимо друг от друга.


В некоторых случаях коды состоят из двух частей: информационной и контрольной, предназначенной для защиты передаваемой информации от ошибок. Контрольная часть может рассчитываться по различным алгоритмам, в частности наиболее употребляемыми являются следующие формулы их расчета:

K = M – [∑Xi / M] ,

K = M – [∑ Xi ×Bi / M],

где

M – модуль (простое число, делящееся на единицу и на само себя);

Xi– информационные разряды, i – номер разряда;

Bi – вес информационного разряда.
^ Состав и содержание работ по проектированию классификаторов Определение состава, назначения и сферы действия классификаторов, используемых в деятельности ОА (на стадии предпроектного обследования); ^ Определение исходных данных и формулировка требований к разрабатываемым классификаторам (стадия ТЗ) Исходные данные: Состав задач, для которых разрабатывается классификатор; Состав и мощность множества объектов классификации; ^ Состав признаков классификации и количество значений каждого признака; Наименования отдельных объектов и группировок; Характеристика изменяемости состава признаков и объектов. Требования: ^ Полнота классификации; Согласованность признаков классификации с алгоритмами предполагаемой обработки информации; Взаимная однозначность кодов и наименований объектов; Простота и возможность автоматизации процессов классификации и кодирования; ^ Возможность систематизации (согласованности друг с другом) используемых классификаторов и иных систем обозначений. Разработка принципов построения классификаторов: Определение критериев классификации; Разработка системы взаимодействия классификаторов разного уровня (равноправные, с выделением приоритетных, использование классификаторов-посредников, единая система классификации) ^ Разработка методики построения классификаторов (в соответствии с уже сформулированными принципами); Сбор и обработка данных. Разработка эталонной и рабочей формы, а также системы ведения классификатора. Эталонная форма – это официальное издание классификатора на бумажном носителе. Рабочей формой называют весь классификатор или его часть, существующие в электронном виде и предназначенные для автоматизированной обработки информации. Система ведения классификатора должна предоставлять инструкции относительно различных вопросов использования и поддержки классификатора, в том числе вопросы актуализации, реструктуризации, оснований для внесения изменений и т.п. ^ 3. Проектирование унифицированной системы документации

Основной компонентой внемашинного информационного обеспечения ИС является система документации, применяемая в процессе управления экономическим объектом.


Определение. Под документом понимается определенная совокупность сведений, используемая при решении технико-экономических задач, расположенная на материальном носителе в соответствии с установленной формой.




^ Важные свойства документа: многофункциональность (регистрация, хранение, передача информации) и юридическая сила.


Система документации — это совокупность взаимосвязанных форм документов, регулярно используемых в процессе управления экономическим объектом.

Отличительной особенностью системы экономической документации является большое разнообразие видов документов, которые можно классифицировать по самым разным основаниям.

Существующие системы документации, характерные для неавтоматизированных ИС, отличаются большим количеством разных типов форм документов, большим объемом потоков документов и их запутанностью, дублированием информации в документах и работ по их обработке и, как следствие, низкой достоверностью получаемых результатов. Для того чтобы упростить систему документации, используют следующие два подхода:

проведение унификации и стандартизации документов;

введение безбумажной технологии, основанной на использовании электронных документов и новых информационных технологий их обработки.


Унификация документов выполняется путем введения единых форм документов. Таким образом, вводится единообразие в наименования показателей, единиц измерения и терминов, в результате чего получается унифицированная система документации.




Определение. Унифицированная система документации (УСД) — это рационально организованный комплекс взаимосвязанных документов, который отвечает единым правилам и требованиям и содержит информацию, необходимую для управления некоторым экономическим объектом. По уровням управления, они делятся на межотраслевые системы документации, отраслевые и системы документации локального уровня, т. е. обязательные для использования в рамках предприятий или организаций.


Любой тип УСД должен удовлетворять следующим требованиям:

документы, входящие в состав УСД, должны разрабатываться с учетом их использования в системе взаимосвязанных экономических ИС;

УСД должна содержать полную информацию, необходимую для оптимального управления тем объектом, для которого разрабатывается эта система;

УСД должна быть ориентирована на использование средств вычислительной техники для сбора, обработки и передачи информации;

УСД должна обеспечить информационную совместимость ЭИС различных уровней;

все документы, входящие в состав разрабатываемой УСД, и все реквизиты-признаки в них должны быть закодированы с использованием международных, общесистемных или локальных классификаторов.

Примечание. Говоря об экономической информации, принято выделять в ней элементарные неделимые единицы – реквизиты. Все реквизиты разделяются на реквизиты-основания и реквизиты-признаки. Реквизиты-основания отражают количественную сторону экономических процессов, а реквизиты-признаки – качественную. Например, наименование товара – это реквизит-признак, а цена – реквизит-основание.


^ Основные этапы проектирования унифицированной системы документации ИС

Построение новых форм документов. Данный этап включает в себя следующие виды работ:

Определение состава результатных показателей;

Определение состава первичных показателей;

Распределение выявленных показателей по формам документов;

Первичные документы предназначены для отражения процессов в материальной сфере и поставляют все постоянную и оперативную информацию, необходимую для решения экономических задач и выработки экономических решений.

^ Результатные документы предоставляют расчетную (результатную) информацию, предназначенную для осуществления процессов управления.

Выбор типа носителя для документа (бумага, экран ЭВМ и т.п.)

Определение способа считывания информации из документа (визуально или автоматически);

Проектирование форм результатных и первичных документов.

Унификация созданных и ранее существующих документов.

Составление перечня используемых документов с их распределением по функциональным подсистемам;

Определение характеристик документов (частота и периодичность составления, количество реквизитов, адресат);

Исключение производных показателей из первичных документов;

Формирование словаря терминов и используемых единиц измерения;

Классификация и кодирование используемых документов;

Уточнение и исправление форм документов.

Разработка технологической документации (инструкций), описывающей правила заполнения, передачи, использование и хранения документов, а также схему документооборота (модель жизненного цикла документов, начиная от выписки и заканчивая сдачей в архив).


^ 4. Проектирование внутримашинного информационного обеспечения.


Внутримашинное информационное обеспечение включает макеты (экранные формы) для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, и структуры информационной базы: входных, выходных файлов, базы данных.
^ Проектирование экранных форм электронных документов

Под электронными формами документов понимается не изображение бумажного документа, а изначально электронная (безбумажная) технология работы; она предполагает появление бумажной формы только в качестве твердой копии документа.

^ Электронная форма документа (ЭД) — это страница с пустыми полями, оставленными для заполнения пользователем. Формы могут допускать различный тип входной информации и содержать командные кнопки, переключатели, выпадающие меню или списки для выбора.

К достоинствам электронных документов следует отнести снижение затрат по их распространению и хранению, легкость модификации, возможность адаптации под нужды конкретного пользователя и поддержки пользователя при составлении нового документа (контроль вводимой информации).

К недостаткам электронных документов можно отнести неполную юридическую проработку процесса их утверждения или подписания.

Технология обработки электронных документов требует использования специализированного программного обеспечения — дорогостоящих программ управления документооборотом, которые зачастую встраиваются в корпоративные ИС.


^ Проектирование форм электронных документов, т.е. создание шаблона формы с помощью программного обеспечения проектирования форм, обычно включает в себя выполнение следующих шагов:

создание структуры ЭД — подготовка внешнего вида с помощью графических средств проектирования;

определение содержания формы ЭД, т.е. выбор способов, которыми будут з