Российский Государственный  Университет туризма и сервиса

Филиал  в г. Перми 
 
 
 
 
 

Контрольная работа по предмету введение в специальность 

на тему:

Методы  построения информационных систем 
 
 
 
 

                                                   Выполнила:

                                                          Городилова Т.Н.

                                                             Студентка 1 курса

                                                                        факультета ПИ, 2 группа

                                                Проверил:

                                                                      Доцент Бочкарев А. М. 
 
 
 
 

Пермь 2008

Содержание

Введение

   Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

   Приведу несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей. (См. приложение А)

   В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может даже считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами.

   Добавление  к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее создания и функционирования.

   Хотя  информационные системы являются обычным  программным продуктом, они имеют ряд существенных отличий от стандартных прикладных программ и систем.

   В зависимости от предметной области информационные системы могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако есть ряд свойств, которые являются общими:

• информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к данным;
• информационные системы ориентируются на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификацией в области применения вычислительной техники. Поэтому клиентские приложения информационной системы должны обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который предоставляет конечному пользователю все необходимые для работы функции, но в то же время не дает ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.

   Информационные  системы помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

   Что такое информационная система? Какую структуру она имеет? И на основе каких методологий она строится? На эти и другие вопросы я попытаюсь ответить в своей работе.

Понятие информационной системы

   Информационная система – взаимосвязанная совокупность средств,  методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

   Современное понимание информационной системы  предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации ЭВМ и средств связи. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

   Необходимо  понимать разницу между компьютерными  и информационными системами. Компьютеры оснащены специализированными программными средствами, являются технической базой  и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

   Основные  задачи информационных систем - ИС:

• Поиск, обработка и хранение информации, которая долго накапливается и утрата которой невосполнима. Компьютеризованные ИС предназначены для более быстрой и надежной обработки информации, чтобы люди не тратили время, чтобы избежать свойственных человеку случайных ошибок, чтобы сэкономить расходы, чтобы сделать жизнь людей более комфортной.
• Хранение данных разной структуры. Не существует развитой ИС работающей с одним однородным файлом данных. Более того, разумным требованием к информационной системе является то, чтобы она могла развиваться. Могут появиться новые функции, для выполнения которых требуются дополнительные данные с новой структурой. При этом вся накопленная ранее информация должна остаться сохранной. Теоретически можно решить эту задачу путем использования нескольких файлов внешней памяти, каждый из которых хранит данные с фиксированной структурой. В зависимости от способа организации используемой системы управления файлами эта структура может быть структурой записи файла или поддерживаться отдельной библиотечной функцией, написанной специально для данной ИС. Известны примеры реально функционирующих ИС, в которых ХД планировалось основывать на файлах. В результате развития большинства таких систем в них выделился отдельный компонент, который представляет собой разновидность системы управления базами данных (СУБД).
• Анализ и прогнозирование потоков информации различных видов и типов, перемещающихся в обществе. Изучаются потоки с целью их минимизации, стандартизации и приспособления для эффективной обработки на вычислительных машинах, а также особенности потоков информации, протекающей через различные каналы распространения информации.
• Исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации, аннотирования объемных документов и реферирования их. В рамках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объема, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин.
• Построение процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком
• Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.
• Создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы , обрабатывающие центры и средства связи.

Этапы развития информационных систем

(См. приложение  В)

   Понятие информационных систем на протяжении своего существования претерпело значительные изменения. История развития информационных систем и цели их использования на разных периодах представлены в таблице.

   Первые  информационные системы появились  в 50 – х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, и реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

   60-е гг. знаменуются изменением отношения к информационные системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

   Основные  черты этого поколения ИС - информационных систем:

• техническое обеспечение систем составляли маломощные ЭВМ 2-3 поколения.
• информационное обеспечение (ИО) представляло собой массивы (файлы) данных, структура которых определялась той программой, в которой они использовались.
• программное обеспечение специализированные прикладные программы, например, программа начисления заработной платы.
• архитектура ИС - централизованная. Как правило, применялась пакетная обработка задач. Конечный пользователь не имел непосредственного контакта с ИС, вся предварительная обработка информации и ввод производились персоналом ИС.

   Недостатки  ИС - информационных систем - этого поколения:

• сильная взаимосвязь  между программами и данными, то есть изменения в предметной области  приводили к изменению структуры данных, а это заставляло переделывать программы.
• трудоемкость разработки и модификации систем.
• сложность согласования частей системы, разработанных разными людьми в разное время.

   В 70-х - начале 80-х гг. ИС предприятий начинают использоваться в качестве средства управления производством, поддерживающего и ускоряющего процесс подготовки и принятия решений. В своем большинстве ИС этого периода предназначались для решения установившихся задач, которые четко определялись на этапе создания системы и затем практически не изменялись. Появление персональных ЭВМ приводит к корректировке идеи АСУ. Жизнеспособность любой ИТ в немалой степени зависит от оперативного доступа пользователей к централизованным ресурсам и уровня информационных связей как по "горизонтали", так и по "вертикали" в пределах организационной структуры. В то же время для обеспечения эффективного управления крупными предприятиями была развита и остается актуальной идея создания интегрированных АСУ.

   К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем  вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях предприятия любого профиля. Информационные технологии этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции высокого качества и по низкой цене и др. Стремление преодолеть недостатки предыдущего поколения информационных систем породило технологию создания и управления базами данных. База данных создается для группы взаимосвязанных задач, для многих пользователей и это позволяет частично решить проблемы ранее созданных информационных систем. Вначале системы управления базами данных разрабатывались для больших ЭВМ, и их количество не превышало десятка. Благодаря появлению ПЭВМ технология БД стала массовой, создано большое количество инструментальных средств и СУБД для разработки ИС, что в свою очередь вызвало появление большого количества прикладных ИС в прикладных областях.

   Основные  черты ИС этого поколения:

• основу  ИО составляет база данных,
• программное обеспечение состоит из прикладных программ и СУБД.
• технические средства: ЭВМ 3-4 поколения и ПЭВМ.
• средства разработки ИС: процедурные языки программирования 3-4 поколения, расширенные языком работы с БД (SQL, QBE).

   Архитектура ИС: наиболее популярны две разновидности: персональная локальная ИС, централизованная БД с сетевым доступом.

   Большим шагом вперед явилось развитие принципа "дружественного интерфейса" по отношению к пользователю (как к конечному, так и к разработчику ИС). Например, повсеместно применяется графический интерфейс, развитые системы помощи и подсказки пользователю, разнообразные инструменты для упрощения разработки ИС: системы быстрой разработки приложений (RAD-системы), средства автоматизированного проектирования ИС (CASE-средства). К концу 80-хгодов выявились и недостатки систем этого поколения.

   Недостатки  информационных систем (ИС) этого поколения:

• большие капиталовложения в компьютеризацию предприятий  не дали ожидаемого эффекта, соответствующего затратам (увеличились накладные  расходы, но не произошло резкого  повышения производительности);
• внедрение ИС столкнулось с инертностью людей, нежеланием конечных пользователей менять привычный стиль работы, осваивать новые технологии;
• к квалификации пользователей стали предъявляться более высокие требования (знание ПК, конкретных прикладных программ и СУБД, способность постоянно повышать свою квалификацию

   Современные информационные системы – ИС

   В связи с указанными выше недостатками постепенно стало формироваться  современное поколение ИС. Техническая  платформа - мощные ЭВМ 4-5 поколения, использование разных платформ в одной ИС (большие ЭВМ, мощные стационарные ПК, мобильные ПК). Наиболее характерно широкое применение вычислительных сетей – от локальных до глобальных. Информационное обеспечение: ведутся интенсивные разработки с целью повышения интеллектуальности банка данных в следующих направлениях:

• новые модели знаний, учитывающие не только структуру информации, но и активный характер знаний,
• средства оперативного анализа информации (OLAP) и средства поддержки принятия решений (DSS),
• новые формы представления информации, более естественные для человека (мультимедиа, полнотекстовые БД, гипертекстовые БД, средства восприятия и синтеза речи).

   В последнее время появился широкий  спектр специализированных ИС - экономические  ИТ (ЭИС), бухгалтерские ИТ (БУИС), банковские ИТ (БИС), ИТ рынка ценных бумаг, маркетинговые ИС (МИС) и т.п. 

Структура информационной системы

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

   Подсистема  – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

   Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимую от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем.

   Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и  правовое обеспечение. (См. приложение С) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Методы  и концепции создания информационных систем

   Разработка сложных ИС предприятий, невозможна без тщательно обдуманного методологического подхода. Какие этапы необходимо пройти, какие методы и средства использовать, как организовать контроль за продвижением проекта и качеством выполнения работ – эти и другие вопросы решаются методологиями программной инженерии.

   В настоящее время существует ряд  общих методологий разработки ИС. Главное в них – единая дисциплина работы на всех этапах жизненного цикла  системы, учет критических задач и контроль их решения, применение развитых инструментальных средств поддержки процессов анализа, проектирования и реализации ИС.

   Для успешной реализации проекта объект проектирования (ИС) должен быть, прежде всего, адекватно описан, должны быть построены полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели ИС. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования ИС показывает, что это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов. Однако до недавнего времени проектирование ИС выполнялось в основном на интуитивном уровне с применением неформализованных методов, основанных на искусстве, практическом опыте, экспертных оценках и дорогостоящих экспериментальных проверках качества функционирования ИС. Кроме того, в процессе создания и функционирования ИС информационные потребности пользователей могут изменяться или уточняться, что еще более усложняет разработку и сопровождение таких систем. (См. приложение D)

   Для различных классов систем используются разные методы разработки, определяемые типом создаваемой системы и  средствами реализации. Спецификации этих систем, в большинстве случаев, состоят из двух основных компонентов  – функционального и информационного. Современные методы создания ИС разного назначения базируются в основном, на трех подходах: объектно-ориентированная технология, основанная на знаниях (интеллектуальная) технология и CASE-технология.

   В области создания систем САПР доминируют структурные подходы, так как они максимально приспособлены для взаимодействия с пользователями, не являющимися специалистами в области ИТ. Адекватными инструментальными средствами, поддерживающими структурный подход к созданию ИС, являются CASE -системы автоматизации проектирования.

   Методология создания информационных систем заключается  в организации процесса построения информационной системы и обеспечении  управления этим процессом для того, чтобы гарантировать выполнение требований как к самой системе, так и к характеристикам процесса разработки.

   Основными задачами, решение которых должна обеспечивать методология создания корпоративных информационных систем (с помощью соответствующего набора инструментальных средств), являются следующие:

• обеспечение создания информационных систем, отвечающих целям и задачам предприятия и соответствующих предъявляемым к ним требованиям по автоматизации деловых процессов;
• гарантия создания системы с заданными параметрами в течение заданного времени в рамках оговоренного заранее бюджета;
• простота сопровождения, модификации и расширения системы с целью обеспечения ее соответствия изменяющимся условиям работы предприятия;
• обеспечение создания корпоративных информационных систем, отвечающих требованиям открытости, переносимости и масштабируемости;
• возможность использования в создаваемой системе разработанных ранее и применяемых на предприятии средств информационных технологий (программного обеспечения, баз данных, средств вычислительной техники, телекоммуникаций).

   Методологии, технологии и инструментальные средства проектирования (CASE-средства) составляют основу проекта любой информационной системы. Методология реализуется через конкретные технологии и поддерживающие их стандарты, методики и инструментальные средства, которые обеспечивают выполнение процессов жизненного цикла информационных систем.

   Основное  содержание технологии проектирования составляют технологические инструкции, состоящие из описания последовательности технологических операций, условий, в зависимости от которых выполняется  та или иная операция, и описаний самих операций.

   Технология  проектирования может быть представлена как совокупность трех составляющих:

• заданной последовательности выполнения технологических операций проектирования;
• критериев и правил, используемых для оценки результатов выполнения технологических операций;
• графических и текстовых средств, используемых для описания проектируемой системы.

   Каждая  технологическая операция должна обеспечиваться следующими материальными и информационными ресурсами:

• данными, полученными на предыдущей операции (или исходными данными), представленными в стандартном виде;
• методическими материалами, инструкциями, нормативами и стандартами;
• программными и техническими средствами;
• исполнителями.

   Результаты  выполнения операций должны предоставляться  в некотором стандартном виде, обеспечивающем их адекватное восприятие при выполнении следующей технологической операции (на которой они будут использоваться в качестве исходых данных).

   Можно сформулировать следующий ряд общих требований, которым должна удовлетворять технология проектирования, разработки и сопровождения информационных систем:

• поддерживать полный жизненный цикл информационной системы;
• обеспечивать гарантированное достижение целей разработки системы с заданным качеством и в установленное время;
• обеспечивать возможность разделения крупных проектов на яд подсистем – декомпозицию проекта на составные части, разрабатываемые группами исполнителей ограниченной численности, с последующей интеграцией составных частей.
• технология должна обеспечивать возможность ведения работ по проектированию отдельных подсистем небольшими группами. Это обусловлено принципами управляемости коллектива и повышения производительности за счет минимизации числа внешних связей;
• обеспечивать минимальное время получения работоспособной системы;
• предусматривать возможность управления конфигурацией проекта, ведения версий проекта и его составляющих, возможность автоматического выпуска проектной документации и синхронизацию ее версий с версиями проекта;
• обеспечивать независимость выполняемых проектных решений от средств реализации системы – системы управления базами данных, операционной системы, языка и системы программирования.

Методология  RAD – Rapid Application Development

   На  начальном этапе существования  компьютерных информационных систем их разработка велась на традиционных языках программирования. Однако по мере возрастания  сложности разрабатываемых систем и увеличения запросов пользователей (чему в значительной степени способствовал прогресс в области вычислительной техники, а также появление удобного графического интерфейса пользователя в системном программном обеспечении) потребовались новые средства, обеспечивающие значительное сокращение сроков разработки. Это послужило предпосылкой к созданию целого направления в области программного обеспечения – инструментальных средств для быстрой разработки приложений. Развитие этого направления привело к появлению на  рынке программного обеспечения средств автоматизации практически всех этапов жизненного цикла информационных систем.

Основные  особенности методологии  RAD

   Методология разработки информационных систем, основанная на использовании средств быстрой разработки приложений, получила широкое распространение и приобрела название методологии быстрой разработки приложений – RAD (Rapid Application Development). Данная методология охватывает все этапы жизненного цикла и информационных систем.

   RAD – это комплекс специальных инструментальных средств быстрой разработки прикладных информационных систем, позволяющих оперировать с определенным набором графических объектов, функционально отражающих отдельные информационные компоненты приложений.

   Под методологией быстрой разработки приложении обычно понимается процесс разработки информационных систем, основанный на трех основных элементах:

• небольшой команде программистов
• тщательно проработанный производственный график работ, рассчитанный на сравнительно короткий срок разработки
• интереционная модель разработки, основанная на тесном взаимодействии заказчиков – по мере выполнения проекта разработчики уточняют и реализируют в продукте требования, выдвигаемые заказчиком.

Основные  принципы методологии RAD можно свести к следующему:

• используется итерационная (спиральная) модель разработки;
• полное завершение работ на каждом  из этапов жизненного цикла не обязательно;
• в процессе разработки информационной системы необходимо тесное взаимодействие с заказчиком и будущими пользователями;
• необходимо применение CASE-средств и средств быстрой разработки приложений;
• необходимо применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение изменений в проект и сопровождение готовой системы;
• необходимо использование прототипов, позволяющее полнее выяснить и реализовать потребности конечного пользователя;
• тестирование и развитие проекта осуществляется одновременно с разработкой;
• разработка ведется немногочисленной и хорошо управляемой командой профессионалов;
• необходимы грамотное руководство разработкой системы, четкое планирование и контроль  выполнения работ.

Объектно-ориентированный  подход

   Средства  RAD дали возможность реализовывать совершенно иную про сравнению с традиционной технологию создания приложений: информационные объекты формируются как некие действующие модели (прототипы), чье функционирование согласовывается с пользователем, а затем разработчик может переходить непосредственно к формированию законченных приложений, не теряя из виду общей картины проектируемой системы.

   Возможность использования подобного подхода  в значительной степени является результатом применения принципов объектно-ориентированного проектирования. Применение объектно-ориентированных методов позволяет преодолеть одну из главных трудностей, возникающих при разработке сложных систем – колоссальный разрыв между реальным миром (предметной областью описываемой проблемы) и имитирующей средой.

   Использование объектно-ориентированных методов  позволяет создать описание (модель) предметной области в виде совокупности объектов – сущностей, объединяющих данные и методы обработки этих данных (процедуры). 

   В объектном подходе акцент переносится  на конкретные характеристики физической или абстрактной системы, являющейся предметом программного моделирования. Объекты обладают целостностью, которая  не может быть нарушена. Таким образом, свойства, характеризующие объект и его поведение, остаются неизменными. Объект может только менять состояние, управляться или становиться в определенное отношение к другим объектам.

   Широкую известность объектно-ориентированное  программирование получило с появлением визуальных средств проектирования, когда было обеспечено слияние данных с процедурами, описывающими поведение реальных объектов, в объекты программ, которые могут быть отображены определенным образом в графической пользовательской среде. Это позволило приступить к созданию программных систем, максимально похожих на реальные, и добиваться наивысшего уровня абстракции. В свою очередь объектно-ориентированное программирование позволяет создавать более надежные коды, т.к. у объектов программ существует точно определенный и жестко контралируемый интерфейс.

   При разработке приложений с помощью  инструментов RAD используется множество готовых объектов, сохраняемых в общедоступном хранилище. Однако обеспечивается и возможность разработки новых объектов. При этом новые объекты могут разрабатываться как на основе существующих, так и с «нуля».