Информационные системы и экспертные работы

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА 5

1.1.Информационная система предприятия как инструмент управления 5

1.2. Инструментальные средства обработки информации 9

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ 13

2.1. Общее представление об обработке данных 13

2.2. Основы баз данных. Понятия базы данных и системы управления базами данных 16

2.3. Модели баз данных 19

2.4. СУБД Microsoft Access 22

2.5. Технология создания баз данных 25

ГЛАВА 3. Экспертные системы 29

3.1. Понятие об экспертных системах 29

3.2. Состав и организация экспертных систем 31

3.3. Принципы разработки экспертных систем 32

3.4. Классификация экспертных систем 33

3.5. Системы поддержки принятия решений 34

3.6.  Соотношение между экспертными системами и СППР 36

3.7. Классификация СППР 38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42

Литература 43

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Результаты научных исследований показывают, что информация и научные  знания в последние годы играют всё  большую роль в жизни общества. С появлением современных средств  вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса и преобразования общества, дальнейшего развития науки, образования, культуры, достижения нового уровня интеллектуального  и духовного развития человека и  общества. Самым приоритетным видом  деятельности сегодня является формирование информационного общества – общества, в котором процессы сбора, обработки, анализа, передачи информации, т.е. информационные и коммуникационные технологии, занимают основное место в различных сферах человеческой деятельности.

Со времени появления первых компьютеров прошло уже не одно десятилетие, превратившее их из технической диковины в уникальный инструмент, необходимый  каждому современному специалисту, преумножающий его способности, помогающий решать более сложные  поставленные задачи за меньший промежуток времени. Вместе с этим современные  компьютерные технологи позволяют  решать поставленные задачи с качеством  заметно более высоким по сравнению  с традиционными способами.

Объём информации увеличивается, по самым  скромным оценкам, в геометрической прогрессии, а принятие по-настоящему правильного решения зависит  прежде всего от полноты, достоверности, оперативности предоставления необходимых  информационных ресурсов и вместе с  этим их доступности для максимально  широкого круга заинтересованных лиц. Сегодня 

несомненно, возросла роль информационных систем (ИС). Поэтому цель нашей работы  рассмотреть обработку  информации в рамках информационной системы предприятия. Задачами данного  исследования являются:

• Оценить эффективность использования информационной системы в управлении предприятием.
• Произвести анализ способов обработки информации.
• Обобщить  методы работы со знаниями, включая экспертные системы и системы поддержки принятия решений.
• Рассмотреть методы обработки информации, обеспечивающих принятие эффективных управленческих решений.

Объект исследования: информационная система предприятия. Предмет исследования: эффективность использования информационных и экспертных систем  для управления предприятием.

 

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА

1.1.Информационная система предприятия как инструмент управления

 

Информационной системой (ИС) называют систему, предназначенную для сбора, обработки и распространения информации. Цель функционирования ИС - информационное обслуживание или обеспечение основной деятельности системы информационного обмена. Функционирование ИС предполагает наличие исходных, промежуточных и конечных информационных продуктов, технологических процессов и ресурсов. Необходимой составляющей ИС является подсистема управления, обеспечивающая ее эффективное функционирование (необходимое разнообразие, объем и качество выходных информационных продуктов). В отличие от системы обмена в ИС не включены как поставщики (источники), так и потребители (приемники) информации ИС объединяет элементы, только преобразующие информацию, т. е. ввода, обработки, хранения, поиска, вывода и распространения информации соответствии с общей теорией систем, информационную систему можно определить как совокупность информационных элементов ввода, обработки, переработки, хранения, поиска, вывода и распространения информации, находящихся в отношениях и связях между собой и составляющих определенную целостность, единство. Если рассматривать ИС как подсистему ОС, то вторую часть этого определения целесообразно расшифровать указанием роли и места ИС как подсистемы более общей системы (ОС), которые и обеспечивают ее "целостность" и "единство".

ИС - это взаимосвязанная совокупность элементов ввода, обработки, переработки, хранения, поиска, вывода и распространения  информации, цель функционирования которой  состоит в информационном обеспечении  эффективной деятельности организационной  системы, подсистемой которой она  является. Как система ИС естественно  обладает основными свойствами систем, такими как иерархичность, централизация  и децентрализация, целостность  и независимость.

Выделение ИС из системы обмена, как  самостоятельной системы является следствием организационного обособления  основной и информационной деятельности. Существующие автоматизированные документальные и фактографические информационно-поисковые системы (ИПС), АСУ, банки данных (БД), отделы научно-технической информации (ОНТИ), системы НТИ в целом организационно обособлены. Возникает вопрос, как рассматривать поставщиков и потребителей этих систем: как элементы собственно систем или как элементы внешней среды? Этот вопрос в настоящее время решается по-разному. Рассматривают даже внешних и внутренних потребителей этих систем, внешних и внутренних поставщиков информации.

Если считать, что потребители  информации являются элементами систем НТИ, АСУ, БД и т. д., то необходимо предположить, что данные системы могут управлять  их информационными потребностями. В действительности это не так. Системы  могут только изучать эти потребности  и приспосабливаться к ним. Функции  управления по отношению к потребителям реализует система более высокого уровня - система информационного  обмена. Для системы существенно  взаимодействие ее элементов для  достижения общей цели. Если этого  взаимодействия нет, то нет и системы. С другой стороны, потребители ОНТИ, БТИ (бюро технической информации), АСУ, БД и т. д. организационно не принадлежат  этим системам. Возникает вопрос: как  можно эффективно управлять функционированием  системы, имеющей элементы, организационно не принадлежащие ей? Ответ может  быть только один - рассматривать эти  элементы как элементы внешней среды. То же можно сказать и в отношении  поставщиков информации.

При организационном обособлении  ИС может решать две группы задач. Первая группа связана с чисто  информационным обеспечением основной деятельности: отбор необходимых  сообщений, их обработка, хранение, поиск  и выдача субъекту основной деятельности с заранее заданной полнотой, точностью  и оперативностью в наиболее приемлемой для СОД форме. Вторая группа задач  связана с обработкой полученной информации/данных в соответствии с  теми или иными алгоритмами или  программами с целью подготовки решений задач, стоящих перед  субъектом основной деятельности (так  называемых "пользовательских" задач  или задач блоков 2 и 4). Для решения  таких задач ИС должна обладать необходимой  информацией о предметной области  СОД, стоящих перед ним проблемах, она должна уметь использовать существующие модели решения задач субъекта основной деятельности или самостоятельно строить  такие модели. Для решения таких  задач ИС должна обладать определенным искусственным или естественным интеллектом. С развитием вычислительной техники и ее программного обеспечения, упрощением технологии работы с ВТ задачи второй группы все чаще выполняют  сами субъекты основной деятельности. Однако существует определенный спектр задач второй группы любой из сфер основной деятельности, решение которых  целесообразно возлагать на ИС. Задачи первой группы - это задачи информатизации общества "вширь". Задачи второй группы - задачи информатизации общества "вглубь".

Для решения поставленных задач  ИС должна выполнить следующие функции:

- отбор сообщений из внутренней  и внешней среды, необходимых  для реализации основной деятельности;

- ввод информации в ИС;

- хранение информации в памяти  ИС, ее актуализация и поддержание  целостности; 

- обработка, поиск и выдача  информации в соответствии с  заданными СОД требованиями. Обработка  может включать и подготовку  вариантов решения пользовательских  прикладных задач по соответствующим  алгоритмам/программам.

Существующая техника управления включает в себя следующие основные принципы:

1) выбор целей для каждого  из уровней управления (как правило,  принято выделять три уровня  управления – стратегический, оперативный  и текущий);

2) разработка наборов показателей  для каждой из целей или  подцелей, характеризующих деятельность  предприятия на качественном  или количественном уровнях;

3) разработка методик получения  показателей из информации о  деятельности предприятия;

4) расчет (оценка) оптимальных значений  показателей, при этом используются  методы моделирования и прогнозирования;

5) расчет (оценка) допустимых отклонений  показателей от нормальных значений  и разработка возможных мер  по их коррекции (управление).

В соответствии с таким подходом под ИСП понимается прежде всего  система показателей, характеризующих  деятельность предприятия, вместе с  набором исходных данных о деятельности предприятия, и методик (правил, инструкций, программ и т.п.), с использованием которых из совокупности данных получают значения показателей.

На рис.1.1. приведена общая схема использования информационной системы и системы показателей в управлении фирмой.

В соответствии с типами целей функционирования предприятия создаются три набора показателей его деятельности: для  стратегического, оперативного и текущего уровней. Цели и, соответственно, показатели всех трех уровней взаимосвязаны. Вследствие этого можно оценить, например, успешность достижения стратегических целей на основании знания оперативных показателей  деятельности. И, наоборот, при планировании стратегических целей можно оценить  требования к показателям оперативной  деятельности. Для такого рода оценок существуют методы пересчета. При этом пересчет показателей текущей деятельности в оперативные и наоборот  производится на основании стандартных формул и является точным и однозначным. Это связано с тем, что показатели этих уровней деятельности являются количественными и примерно одинаковы  по содержанию (в основном идет суммирование по времени, ассортименту и т.п.).

Пересчет показателей оперативной  деятельности в стратегические не может  быть реализован так просто. Это  связано с тем, что, во-первых, смысл  показателей этих уровней различен, а, во-вторых, стратегические показатели

зачастую  не имеют четкого количественного  выражения (например, конкурентоспособность, инновационный потенциал, качество труда и т.п.).

1.2. Инструментальные средства обработки информации

 

На  рис.1.1. наряду с типами программ, используемых на разных уровнях ИСП, показаны и методы обработки информации, которые можно назвать также инструментальными средствами по отношению к информации. Охарактеризованы основные классы этих средств.

В настоящее время существует целый  арсенал средств и методов  для обработки данных и знаний. Как правило, обработка информации не сводится к использованию того или иного отдельно взятого метода, а представляет собой многоуровневую и многоэтапную систему различных  взаимосвязанных и взаимообусловливающих  методов. В зависимости от уровня сложности все методы обработки информации, используемые на уровне экономической или социально-экономической системы, можно представить следующей приблизительной последовательностью:

1) Базы данных, точнее, записи базы  данных – максимально простое  и однородное представление информации  в виде набора классов объектов  и стандартизованных связей между  однотипными объектами. Используется  преимущественно для представления  первичной информации о хозяйственной  деятельности фирм.

2) OLTP (On-Line Transaction Processing) – оперативная обработка транзакций (близко к нашему понятию хозяйственных операций) или выполнение транзакций в режиме реального времени. С точки зрения обработки информации суть транзакции сводится к изменению записей (значений параметров объектов) базы данных.

3)  Data Warehousing (хранилище данных) – упорядоченные и систематизированные данные, организованные в виде, удобном для последующего анализа, определения связей между различными классами данных, обнаружения закономерностей, прогнозирования и т.п. Идеологию хранилищ данных можно рассматривать как развитие классических баз данных с целью более быстрого и полного извлечения аналитической информации (знаний) из имеющихся данных.

4) OLAP (On-Line Analysis Processing) – системы оперативной аналитической обработки данных, представленных в хранилищах данных. Такой анализ проводится на основе использования многомерной модели базы данных (многомерных кубов). Преимущества – гибкость и возможность оперативного анализа взаимосвязей между любым набором параметров, содержащихся в базе данных.

5) Data Mining (наиболее близкий смысловой эквивалент – извлечение знаний) - представляет собой набор самых различных методов, предназначенных для извлечения новых знаний из баз и хранилищ данных, а в развитых вариантах и из других типов и источников представления информации.

6) Интеллектуальные методы обработки  информации: нейросетевые технологии, генетические алгоритмы, методы  группового учета аргументов, называемые  также методами искусственного  интеллекта – позволяют решение  ряда важных классов задач,  удовлетворительное решение которых  с помощью средств классической  математики невозможно.

  

                                                                                                                                                                                   

 

Контроллинг

 

 

 

 

 

                                                             - Методы пересчета

                      Управленческий учет

 

 

 

 

 

 

 

                     - Методы пересчета

             

Стратегические  цели

Среднесрочные цели

Текущая (оперативная) деятельность

Стратегические  показатели

Производственные  и финансовые показатели

Показатели текущей деятельности

Отклонения стратегических показателей

Отклонения произв. и финанс. показателей

Отклонения показателей текущей  деятельности

Выбор решения

Выбор решения

Выбор решения

 

 

 

                                                             

                                                                                                                 

                                                                     

 

 

                                                                                                                                                 

 

 

                                                                

                                                      

                                                        - Методы пересчета       

                                                     

 

 

 

 

 

Рис.1.1. Общая схема работы с показателями в информационной системе предприятия

 

7) Обработка текстов – включает  в себя представление текстовой  информации в «концентрированном»  виде, более удобном для выполнения  определенного круга задач, в  частности, схематизации знаний, последующего компьютерного поиска  нужной информации и др.

8) Инженерия знаний – суть  метода заключается  в использовании  баз знаний, в которых, с одной  стороны, информация представлена  в гораздо более удобном для  последующего анализа виде, чем  в базах данных, а, с другой, допускает использование однотипных  преобразований с помощью компьютера. Базы знаний широко используются  в экспертных системах (составляя,  по сути, их ядро), системах поддержки  принятия решений, а в последние  годы – и в системах обработки  экономической информации.

9) Моделирование, экспертные системы  и системы поддержки принятия решений .

10) Различные методы коллективного  обсуждения и решения проблем,  в частности, работа коллектива  экспертов, различные варианты  мозгового штурма, организационно-деятельностные  игры и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

2.1. Общее представление об обработке  данных

 

Информационная система предприятия  предназначена для работы с двумя  основными видами информации: данными  и знаниями.

Напомним, что под данными понимают сведения о конкретных значениях  каких-либо параметров. Например, адрес  поставщика, количество товара, перечень комплектующих, услуг и т.д. Как  правило, данные о какой-либо предметной области сводятся вместе в форме  таблиц. Такие таблицы могут быть достаточно большими и содержать  десятки тысяч и даже миллионы записей. Наборы таблиц, в которых  собрана информация о деятельности социально-экономического объекта (предприятия, учреждения, вуза, общественной организации  и т.д.) составляют основу современных  баз данных. Системы компьютерной поддержки таких баз данных называются системами управления базами данных (СУБД).

Знания – это сведения о закономерностях  какой-либо предметной области. Они  представляют собой отношения между  данными или другими знаниями и представляются в виде выводов, обобщений, формул, правил, схем, моделей, в том числе и мысленных  и др. Знания о какой-либо предметной области могут быть собраны вместе в базе знаний. Такая база знаний вместе с правилами вывода новых  знаний в зависимости от ее масштабов, особенностей работы со знаниями и  назначения называется экспертной системой, советующей информационной системой или  системой поддержки принятия решений.

Существует определенная взаимосвязь  между способом представления информации и ее видом. Например, схемы и тексты однозначно относятся к знаниям. Но для числового и символьного (небольшой текст, не обязательно  имеющий общепринятый смысл) представлений  эта зависимость более размыта, и отнесение такого рода информации к данным или знаниям зависит  от схемы, в которой она используется.

С практической точки зрения из всего  многообразия видов информации и  методов работы с нею целесообразно  выделить следующие три случая:

- данные и методы работы с  ними;

- методы извлечения знаний из  данных;

- знания и получение новых  знаний.

На рис.2.1 показана схема обработки  информации в ИСП и даны общепринятые названия этапов и методов обработки. Последовательность обработки информации на этой схеме увязана с ее движением  в системе управления предприятием, приведенной на схеме 1.1. На нижнем уровне ИСП находится система работы с данными или другое ее название – система обработки транзакций (OLTP – Online Transaction Processing). Данные о деятельности предприятия и его окружении поступают в базу данных или в программные продукты для обработки данных, включая бухгалтерские и иные программы, с помощью которых можно осуществлять учетную деятельность. Между учетными программами и базой данных возможен двусторонний обмен информацией. С одной стороны, база данных может пополняться из учетных программ, с другой стороны, учетные программы могут использовать информацию, содержащуюся в базе данных.

Непосредственное использование  информации из базы данных для высших уровней обработки информации, оперирующих  в основном знаниями, не совсем удобно (см. об этом детальнее в следующих  разделах), поэтому «очищенная» (упорядоченная  и согласованная) информация из базы данных передается для хранения и  дальнейшего использования в  хранилище данных (Data Warehousing). В свою очередь, информация из хранилища данных может быть использована для моделирования, прогнозирования, различного рода анализа, а также в программных продуктах для финансового управления, бизнес-планирования, управления проектами и др.

Такой анализ данных может быть проведен в двух направлениях.

Первый случай – это когда  мы имеем множество характеристик  предметной области, но для упрощения  анализируем лишь определенные ее аспекты  или разрезы. Такого рода анализ носит  название OLAP-анализа (Online Analysis Processing).

Хранилище данных

(Data Warehousing)

Работа со знаниями

 

 

 

 

 

                                                                                 

Моделирование,

прогнозирование, анализ

Экспертные  системы,

Система поддержки принятия решений

Принятие  решений

                           OLTP-система                  «Очистка данных»    

База  данных

Бухгалтерия,

учетная деятельность

 

 

Данные

Финансовый  анализ, управление проектами и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            Data   Mining                                                                   OLAP

 

 

                                                                                            

 

 

                                                                                         

                                                                                                        

 

 

 

Рис.2.1. Виды информации на предприятии и инструментарий

 

При переходе на уровень знаний информация используется не в своем первоначальном виде, так, как она содержится в  хранилище данных, а подвергается  существенной переработке. В результате такой переработки из данных получаются знания, а сам процесс называется интеллектуальной обработкой данных или  извлечением знаний (Data Mining).

В последующем эти первичные  знания наряду с другими знаниями используются уже в системах обработки  знаний, включая экспертные системы, информационные советующие системы  и системы поддержки принятия решений. Конечный этап – использование  знаний для принятия решений.

2.2. Основы баз данных. Понятия базы данных и системы управления базами данных

 

Базой данных называется структурированная  совокупность данных, относящаяся к  определенной предметной области, и  используемая совместно различными пользователями в рамках некоторой  единой информационной системы.

Структурированная – это значит упорядоченная с помощью четко  определенного набора правил. Например, мы делим предметную область на объекты  и их характеристики. Объекты записываются в одной колонке таблицы, а  характеристики – в последующих  колонках. При этом в каждой колонке  представлены характеристики строго определенного  типа – дата, стоимость, вес и  т.п.

Под предметной областью в данном случае понимается часть реального  мира, подлежащая изучению с целью  организации таких функций управления в этой области, как учет, контроль, и передача данных в другие модули и звенья управления (планирование, анализ, системы поддержки принятия решений и т.д.). Например, для экономиста предметной областью являются все явления, факты и процессы в сфере экономики  и финансов.

Пользователями баз данных в  общем случае могут быть различные  прикладные программы, программные  комплексы, а также люди – специалисты  в данной предметной области, выступающие  в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

Для создания, поддержки и использования  баз данных используется специальный  программный инструментарий – системы  управления базами данных (СУБД).

СУБД – это комплекс программных  и языковых средств, необходимых  для создания баз данных, поддержания  их в актуальном состоянии и организации  поиска в них необходимой информации. Такой комплекс в общем случае содержит некоторое центральное  ядро, представляющее собой отдельную  программу, например, FoxPro, Access и др. Помимо собственно СУБД для ее работы необходима сетевая операционная система, например, UNIX, Linux, Windows XP и т.д.

База данных, организованная с использованием какой-либо СУБД является центральным  элементом любой корпоративной  информационной системы.

Базы данных предназначены для  описания однородных объектов, описывающих  какую-либо предметную область. Объекты  в базах данных принято также  называть сущностями. Как правило, объекты  предметной области делятся на классы, и каждый класс объектов описывается  с помощью набора одинаковых параметров или атрибутов.

Атрибут – это информационное отображение  свойств объекта. Каждый объект характеризуется  некоторым набором атрибутов, называемых также реквизитами.

Существуют следующие основные структурные элементы базы данных, перечисленные  по мере их укрупнения: поле, запись, столбец, таблица, совокупность взаимосвязанных таблиц.

Поле – элементарная единица  организации данных, которая соответствует  неделимой единице информации –  реквизиту или атрибуту. На практике поле соответствует отдельной ячейке в таблице, в которой записано значение (в численном или текстовом  виде) атрибута некоторого объекта.

Для описания поля используются следующие  характеристики:

- имя (в заголовке таблицы);

- тип, например, символьный, числовой, календарный (аналогично Excel);