Автоматизированные информационные системы в ВУЗе

1. Информационная  система
1. Понятие информационной системы

    Информационная  система (ИС) – это организационно-упорядоченная  взаимосвязанная совокупность средств, и методов ИТ, а также используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели. Такое понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации ЭВМ и средств связи, реализующих информационные процессы и выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области.

    ИС  является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, БД, люди, различного рода технические и программные  средства связи и т.д. Хотя сама идея ИС и некоторые принципы их организации возникли задолго до появления компьютеров, однако компьютеризация в десятки и сотни раз повысила эффективность ИС и расширила сферы их применения.

    Между потребителем и собственно информационной системой может быть установлена  обратная связь. В этом случае информационная система называется замкнутой. Канал обратной связи необходим, когда нужно учесть реакцию потребителя на полученную информацию.

    Информационная  система состоит из источника информации, аппаратной части ИС, программной части ИС, потребителя информации.

    По  мнению одних авторов, ИС включает в  себя персонал, её эксплуатирующий, по мнению других — нет.

    Реализация  функций ИС невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии (ИТ). ИТ может существовать и вне сферы ИС. Таким образом, ИТ является более емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. В зависимости от конкретной области применения ИС могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. 

1.1.2 Классификации информационных  систем

       Системы, применительно к ИС, могут быть проклассифицированы по ряду признаков. Например:

       По  уровням иерархии (суперсистема, система, подсистема, элемент системы);

       По  степени замкнутости (замкнутые, открытые, условно-замкнутые);

       По  характеру протекаемых процессов  в динамических системах (детерминированные, стохастические и вероятностные);

       По  типу связей и элементов (простые, сложные).

       Системы делятся на примитивные элементарные (для них строятся автоматические системы управления) и большие сложные. Так как большие и сложные системы обладают свойством необозримости, то их можно рассматривать с нескольких точек зрения. Следовательно, классификационных признаков тоже много.

       Классификация ИС

       По  типу хранимых данных ИС делятся на фактографические и документальные. Фактографические системы предназначены для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно выполнять различные операции. В документальных системах информация представлена в виде документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов и текстов. Поиск по неструктурированным данным осуществляется с использованием семантических признаков. Отобранные документы предоставляются пользователю, а обработка данных в таких системах практически не производится.

       Основываясь на степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой, информационные системы делятся на ручные, автоматические и автоматизированные.

       Ручные  ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.

       В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия человека.

       Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных отводится компьютеру. Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятия "информационная система".

       В зависимости от характера обработки данных ИС делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.

       Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. (Например, ИС библиотечного обслуживания, резервирования и продажи билетов на транспорте, бронирования мест в гостиницах и пр.)

       Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определенному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие.

       Результирующая  информация управляющих ИС непосредственно трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем характерны задачи расчетного характера и обработка больших объемов данных. (Например, ИС планирования производства или заказов, бухгалтерского учета.)

       Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учитывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных. (Например, экспертные системы.)

       В зависимости от сферы применения различают следующие классы ИС.

       Информационные  системы организационного управления - предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.).

       Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.

       ИС  управления технологическими процессами (ТП) - служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.

       ИС  автоматизированного проектирования (САПР) - предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

       Интегрированные (корпоративные) ИС - используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности.

       Существует  классификация ИС в зависимости от уровня управления, на котором система используется.

       Информационная  система оперативного уровня - поддерживает исполнителей, обрабатывая данные о сделках и событиях (счета, накладные, зарплата, кредиты, поток сырья и материалов). Информационная система оперативного уровня является связующим звеном между фирмой и внешней средой.

       Задачи, цели, источники информации и алгоритмы  обработки на оперативном уровне заранее определены и в высокой степени структурированы.

       Информационные  системы специалистов - поддерживают работу с данными и знаниями, повышают продуктивность и производительность работы инженеров и проектировщиков. Задача подобных информационных систем - интеграция новых сведений в организацию и помощь в обработке бумажных документов.

       Информационные  системы уровня менеджмента - используются работниками среднего управленческого  звена для мониторинга, контроля, принятия решений и администрирования. Основные функции этих информационных систем:

• сравнение текущих показателей с прошлыми;
• составление периодических отчетов за определенное время, а не выдача отчетов по текущим событиям, как на оперативном уровне;
• обеспечение доступа к архивной информации и т.д.

       Стратегическая  информационная система - компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений по реализации стратегических перспективных целей развития организации.

       Информационные  системы стратегического уровня помогают высшему звену управленцев  решать неструктурированные задачи, осуществлять долгосрочное планирование. Основная задача - сравнение происходящих во внешнем окружении изменений с существующим потенциалом фирмы. Они призваны создать общую среду компьютерной телекоммуникационной поддержки решений в неожиданно возникающих ситуациях. Используя самые совершенные программы, эти системы способны в любой момент предоставить информацию из многих источников. Некоторые стратегические системы обладают ограниченными аналитическими возможностями. 

1.2. Структура информационной системы в ВУЗе.

    Автоматизированная  система (АС) состоит из двух подсистем: функциональной и обеспечивающей. Функциональная часть АС включает в себя ряд подсистем, охватывающих решение конкретных задач планирования, контроля, учета, анализа и регулирования деятельности управляемых объектов. В ходе аналитического обследования могут быть выделены различные подсистемы, набор которых зависит от вида предприятия, его специфики, уровня управления и других факторов. Для нормальной деятельности функциональной части АС в ее состав входят подсистемы обеспечивающей части АС (так называемые обеспечивающие подсистемы).

    Общую структуру информационной системы  можно рассматривать как совокупность подсистем независимо 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.

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

    Назначение  подсистемы информационного обеспечения  состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

    Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель - это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

• к унифицированным системам документации;
• к унифицированным формам документов различных уровней управления;
• к составу и структуре реквизитов и показателей;
• к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

    Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:

• чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
• одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
• работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
• имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

    Поэтому устранение указанных недостатков  является одной из задач, стоящих  при создании информационного обеспечения.

    Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места  возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.

Пример: В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника - от момента ее создания до выхода приказа о его зачислении на работу.

    Построение  схем информационных потоков, позволяющих  выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:

• исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
• классификацию и рациональное представление информации.

    При этом подробно должны рассматриваться  вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления (см. рис. 3.2). Следует  выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие нет. К каждому исполнителю  должна поступать только та информация, которая используется.

    Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии  приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

1-й этап - обследование всех функциональных  подразделений фирмы с целью:

• понять специфику и структуру ее деятельности;
• построить схему информационных потоков;
• проанализировать существующую систему документооборота;
• определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.

2-й этап - построение концептуальной информационно-логической  модели данных для обследованной  на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

• ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;
• выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;
• совершенствование системы документооборота;
• наличие и использование системы классификации и кодирования;
• владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
• создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.

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

Комплекс  технических средств составляют:

• компьютеры любых моделей;
• устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
• устройства передачи данных и линий связи;
• оргтехника и устройства автоматического съема информации;
• эксплуатационные материалы и др.

    Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:

• общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;
• специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;
• нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.

    К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.

    Централизованное  техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.

    Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем  на персональных компьютерах непосредственно  на рабочих местах.

    Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход - организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.

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

К средствам  математического обеспечения относятся:

• средства моделирования процессов управления;
• типовые задачи управления;
• методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.

    В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные  программные продукты, а также техническая документация.

    К общесистемному программному обеспечению  относятся комплексы программ, ориентированных  на пользователей и предназначенных  для решения типовых задач  обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

    Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных  при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

    Техническая документация на разработку программных  средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

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

Организационное обеспечение реализует следующие  функции:

• анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;
• подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;
• разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.

    Организационное обеспечение создается по результатам  предпроектного обследования на 1-м  этапе построения баз данных, с  целями которого вы познакомились при  рассмотрении информационного обеспечения.

    Правовое обеспечение (Пр.О) - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

    Главной целью правового обеспечения  является укрепление законности.

    В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных  органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы  министерств, ведомств, организаций, местных  органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.

    Правовое  обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.

    Правовое  обеспечение этапов функционирования информационной системы включает:

• статус информационной системы;
• права, обязанности и ответственность персонала;
• правовые положения отдельных видов процесса управления;
• порядок создания и использования информации и др.

Типы информационных систем, используемые для решения частично структурированных задач

    Информационные  системы, используемые для решения  частично структурированных задач, подразделяются на два вида:

• создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию). Используя сведения, содержащиеся в этих отчетах, управляющий принимает решение;
• разрабатывающие возможные альтернативы решения.

    Принятие  решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

    Информационные  системы, создающие управленческие отчеты, обеспечивают информационную поддержку пользователя, т.е. предоставляют доступ к информации в базе данных и ее частичную обработку. Процедуры манипулирования данными в информационной системе должны обеспечивать следующие возможности:

• составление комбинаций данных, получаемых из различных источников;
• быстрое добавление или исключение того или иного источника данных и автоматическое переключение источников при поиске данных;
• управление данными с использованием возможностей систем управления базами данных;
• логическую независимость данных этого типа от других баз данных, входящих в подсистему информационного обеспечения;
• автоматическое отслеживание потока информации для наполнения баз данных.

    Информационные  системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть модельными или экспертными.

    Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования.

    Основными функциями модельной информационной системы являются:

• возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа "как сделать, чтобы?", "что будет, если?", анализ чувствительности и др.;
• достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;
• оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;
• возможность графического отображения динамики модели;
• возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.

    Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний. Экспертная поддержка принимаемых пользователем решений реализуется на двух уровнях.

    Работа  первого уровня экспертной поддержки  исходит из концепции "типовых  управленческих решений", в соответствии с которой часто возникающие  в процессе управления проблемные ситуации можно свести к некоторым однородным классам управленческих решений, т.е. к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной поддержки на этом уровне создается информационный фонд хранения и анализа типовых альтернатив. Если возникшая проблемная ситуация не ассоциируется с имеющимися классами типовых альтернатив, в работу должен вступать второй уровень экспертной поддержки управленческих решений. Этот уровень генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде данных, правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив.

    При разработке и создании АИС необходимо руководствоваться следующими принципами: новых задач, системности, обратной связи, первого руководителя, типизации  проектных решений, одноразовости  ввода данных, согласованности пропускных способностей частей системы.

    Принцип новых задач заключается в  том, что в ходе аналитического и  информационного анализа системы  управления предприятием выявляются новые  задачи, которые до внедрения АИС  не могли решаться из-за их сложности. Новые задачи могут быть внедрены взамен стереотипных. Например в условиях АИС становится возможной разработка в реальном масштабе времени при непосредственном и совместном участии линейного персонала на своих автоматизированных рабочих местах, соединенных компьютерными сетями, расписаний работ (от недельно-суточных до годовых) на программу строительного треста с оптимизацией по обширной номенклатуре трудовых и материально-технических ресурсов.