Аппаратные и программные средства реализации информационных систем

Аппаратные и  программные средства реализации

информационных  систем

 

   Производственные и хозяйственные предприятия, организации, фирмы, корпорации, банки представляют собой сложные системы. Под системой понимается совокупность связанных между собой и с внешней средой элементов, функционирование которых направлено на реализацию конкретной цели или достижение полезного результата. В соответствии с этим определением практически каждый экономический объект (организацию) или его часть можно рассматривать как систему, стремящуюся в своем функционировании к достижению поставленной цели.

   Для системы характерны следующие основные свойства: сложность, делимость, целостность, многообразие элементов, различие их природы, структурированность.

   Сложность системы зависит от множества входящих в нее элементов, их структурного взаимодействия, а также от сложности внутренних и внешних связей и динамичности. Служба маркетинга предприятия или организации является примером такого элемента, реализующего сложные внутренние и внешние связи. Деятельность этой службы обеспечивает изучение рынка, выявление условий осуществления сделок по купле-продаже товаров и услуг, находит наилучшие способы достижения цели организации и удовлетворения спроса потребителей.

   Делимость системы означает, что она состоит из ряда подсистем, выделенных по определенному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам. Это свойство особенно важно при анализе особенностей работы экономических объектов, организации их управленческой деятельности; формирования и движения документопотоков; функционирования центров переработки информации и т.п.

   Целостность системы означает, что функционирование множества элементов системы подчинено единой цели, чем достигается желаемая и определяемая в процессе моделирования результативность деятельности конкретного экономического объекта.

   Многообразие элементов системы и различия их природы связаны с функциональной специфичностью и автономностью элементов. Например, в материальной системе объекта могут быть выделены такие элементы, как сырье, основные и вспомогательные материалы, топливо, полуфабрикаты, готовая продукция, трудовые и денежные ресурсы. Для системы маркетинга элементами являются товары, услуги, цены, трудовые и материальные ресурсы и т.п.

   Структурированность системы определяет наличие установленных связей и отношений между элементами внутри системы, распределение элементов по горизонтали и уровням иерархии. Это не только обусловливает сложившуюся организацию производственно-хозяйственной деятельности, но и создает условия для формирования движения материальных, денежных и информационных потоков.

   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. Приведем несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей (табл. 1).

 

 

 

 

Таблица 1

Примеры различных систем

Система	Элементы системы	Главная цель системы
Фирма	Люди, оборудование, материалы, здания и др.	Производство товаров
Компьютер	Электронные и электромеханические  элементы, линии связи и др.	Обработка данных
Телекоммуникационная система	Компьютеры, модемы, кабели, сетевое программное обеспечение  и др.	Передача информации
Информационная система	Компьютеры, компьютерные сети, люди, информационное и программное  обеспечение	Производство профессиональной информации

 

 

   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 также 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. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

 

   Процесс управления связан с обменом информацией между компонентами системы, а также с окружающей средой и предполагает получение сведений о состоянии системы в каждый момент времени, о достижении (или не достижении) заданной цели, с тем чтобы воздействовать на систему и обеспечить выполнение управленческих решений. Таким образом, любой системе управления экономическим объектом соответствует своя информационная система, называемая экономической информационной системой.

   Информационная система (ИС) представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работников различного ранга информацией для реализации ими функций управления.

   Информационные системы организуют управление и принятие решений и существенно повышают качество, полноту, точность, достоверность и своевременность принимаемых решений. Функции информационных систем реализуются двумя классами задач: информационными и технологическими.

   Информационные задачи обеспечивают переработку и представление информации, которые непосредственно используются в процессах управления и принятия решений человеком. Технологические задачи связаны с актуализацией баз данных, поддержанием их в целостном состоянии, эксплуатацией, настройкой информационной системы.

   К информационным системам предъявляются следующие требования:

·    способность к изменениям и настройке на новые функциональные области;

·    реакция системы на запросы пользователей в требуемый период времени;

·    возможность расширения приложений и включение новых приложений;

·    технологичность информации и сопровождение системы;

·    надежность функционирования;

·    эффективность использования вычислительных ресурсов.

   Экономическая информационная система (ЭИС) – это совокупность внутренних и внешних потоков прямой и обратной информационной связи экономического объекта, методов, средств, специалистов, участвующих в процессе обработки информации и выработке управленческих решений.

   Миссия информационных систем. Информационные системы, как и информация, и информационные технологии, существовали с момента появления общества, поскольку на любой стадии его развития существует потребность в управлении. А для управления требуется систематизированная, предварительно подготовленная информация.Таким образом, миссия информационных систем – производство нужной для организации информации, чтобы обеспечить эффективное управление всеми ее ресурсами, создать информационную и техническую среду для осуществления управления организацией.

   Как соотносятся информационная технология и информационная система. Для этого нужно будет разбить ее на части, например, ценовая информация, информация о клиентах, о сырье. Нужно будете подумать о способах сбора, хранения, обработки и распространения информации в каждой части. Информационная технология реализуется в рамках информационной системы. Информационная технология – это способ преобразования информации. В информационной системе могут использоваться много таких технологий. Эта система является средой для реализации технологии. Однако информационная технология шире, чем информационная система. Она может существовать вне ее. Например, информационная технология обработки текстов, которую использовали для написания этого пособия, не является частью информационной системы и реализуется вне такой системы.

   Рассматривая систему управления, выделили три уровня управления: стратегический, тактический и оперативный. На каждом из этих уровней управления имеются свои задачи, при решении которых возникает потребность в соответствующих данных, получить эти данные можно путем запросов в информационную систему. Эти запросы обращены к соответствующей информации в информационной системе. Информационные технологии позволяют обработать запросы и, используя имеющуюся информацию, сформировать ответ на эти запросы. Таким образом, на каждом уровне управления появляется информация, служащая основой для принятия соответствующих решений.

   В соответствии с характером информации и решений в организации появляются информационные системы определенного уровня: информационная система продажи авиабилетов, информационная система складского хозяйства, информационная система для автоматизации технологических процессов и т.п.

   Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения. Чтобы разобраться в работе информационной системы, необходимо понять суть задач, которые она решает, а также организационные процессы, в которые она включена.

   В любой информационной системе организуются определенные процессы, чтобы

·     выявить информационные потребности;

·     осуществить отбор источников информации;

·     осуществить сбор информации;

·     выполнить действия по обработке информации, оценке ее полноты и значимости и по представлению ее в удобном виде;

·     вывести информацию для предоставления потребителям или передачи в другую систему;

·     организовать использование информации для оценки тенденций, разработки прогнозов, оценки альтернатив решений и действий, выработки стратегии;

·     организовать обратную связь – по результатам обработки данных осуществить коррекцию взаимодействия с внешней средой.

   Все эти действия осуществляются с помощью тех или иных информационных технологий в рамках информационной системы организации.

   Для любой организации является существенным установление регламента функционирования информационной системы – от выявления информационных потребностей до использования информации.

   Речь идет о типизации задач, решаемых в организации, установлении периодичности получения, обработки и использования информации, стандартизации входных и выходных документов, процедур обработки информации.

   Запросы к информационной системе и, следовательно, процедуры формирования ответа на них можно подразделить на рутинные и не рутинные. Рутинные процедуры характеризуются заданностью исходной и выходной информации, а также определенностью алгоритма получения последней из первой. Выделение рутинных задач и процедур обработки информации позволяет их формализовать, а в дальнейшем и автоматизировать, что зависит только от того, в состоянии ли используемые в организации информационные технологии обеспечить инфраструктуру для этого. Если рутинные повседневные действия автоматизированы, то гораздо проще обрабатывать не рутинные случайные запросы.

   В основе любой системы лежит процесс. В основе информационной системы – процесс производства информации. В этом смысле мы можем рассматривать информационную систему как систему управления, где этот процесс является объектом управления (табл. 2). Существуют органы управления информационной системой, что характерно для любой системы управления в целом.

Таблица 2

Информационная система  как объект управления

Объект   управления	Оперативный уровень управления	Тактический уровень управления	Стратегический уровень  управления
Информационная система  организации	Персонал информационной системы, менеджеры подразделений  и функциональных служб		Корпоративный совет директоров и главные менеджеры информационной системы
Применяемые информационные технологии	Персонал информационной системы		Главные менеджеры информационной системы

 

 

   Как и информационные технологии, информационные системы могут функционировать и с применением технических средств, и без такого применения. Это вопрос экономической целесообразности.

   Возрастание объемов информации в информационной системе организаций, потребность в ускорении и более сложных способах ее переработки вызывают необходимость автоматизации работы информационной системы, т.е. автоматизации обработки информации.

   В неавтоматизированной информационной системе все действия с информацией и решения осуществляет человек. Автоматизация процессов обработки информации приводит к появлению в рамках алгоритмов обработки решающих правил, что может привести к перерастанию «чистой» информационной системы в информационную систему управления. В рамках последней частично реализованы и функции человека по принятию решений.

   Автоматизированная информационная система управления организацией – взаимосвязанная совокупность данных, оборудования, программных средств, персонала, стандартов процедур, предназначенных для сбора, обработки, распределения, хранения, выдачи (предоставления) информации в соответствии с требованиями, вытекающими из целей организации. Как правило, это система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию, а также персонал, взаимодействующий с компьютерами и телекоммуникациями. Технология работы в компьютеризированной информационной системе должна быть доступна для понимания специалистам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структура и состав информационной системы

 

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

   Автоматизированная информационная система имеет обеспечивающую и функциональную части, состоящие из подсистем.

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

   Функциональная часть информационной системы обеспечивает выполнение задач и назначение информационной системы. Фактически здесь содержится модель системы управления организацией. В рамках этой части происходит трансформация целей управления в функции, функций – в подсистемы информационной системы. Подсистемы реализуют задачи. Обычно в информационной системе функциональная часть разбивается на подсистемы по функциональным признакам:

·     уровень управления (высший, средний, низший);

·     вид управляемого ресурса (материальные, трудовые, финансовые и т.п.);

·     сфера применения (банковская, фондового рынка и т.п.);

·     функции управления и период управления.

   Например, информационная система управления технологическими процессами – компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений по управлению технологическими процессами с заданной дискретностью и в рамках определенного периода управления.

В табл. 3 указаны некоторые из возможных информационных систем, однако их достаточно для иллюстрации связи функций систем и функций управления.

   Функциональный признак определяет назначение подсистемы, а также ее основные цели, задачи и функции. Структура информационной системы может быть представлена как совокупность ее функциональных подсистем, а функциональный признак может быть использован при классификации информационных систем.

   Например, информационная система производственной фирмы имеет следующие подсистемы: управление запасами, управление производственным процессом и др.

   В хозяйственной практике производственных и коммерческих объектов типовыми видами деятельности, которые определяют функциональный признак классификации информационных систем, являются: производственная, маркетинговая, финансовая, кадровая.

Таблица 3

Функции информационных систем

Информационная система маркетинга

Производственные информационные системы

Финансовые и учетные  информационные системы

Кадровые (человеческих ресурсов) информационные системы

Прочие системы, например информационная система руководства

 

 

   Таким образом, «функциональные компоненты» составляют содержательную основу информационной системы, базирующуюся на моделях, методах и алгоритмах получения управляющей информации.

   Функциональная структура информационной системы – совокупность функциональных подсистем, комплексов задач и процедур обработки информации, реализующих функции системы управления. В системе управления крупных предприятий-корпораций выделяются самостоятельные подсистемы (контуры) функционального и организационного уровня управления:

1.    Стратегический анализ и управление. Это высший уровень управления, обеспечивает централизацию управления всего предприятия, ориентирован на высшее звено управления.

2.    Управление персоналом.

3.    Логистика – управление материальными потоками (заготовка материалов и комплектующих изделий), управление производством, управление сбытом готовой продукции. Все компоненты логистики тесно интегрированы с финансовой бухгалтерией и функционируют на единой информационной базе.

4.    Управление производством.

5.    Бухгалтерский учет. Информационно связан с управленческим учетом затрат в производстве, финансовым менеджментом, складским учетом.

   Обеспечивающая часть информационной системы состоит из информационного, технического, математического, программного, методического, организационного, правового и лингвистического обеспечения.

   Программное обеспечение – совокупность программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.В состав программного обеспечения входят общесистемные, специальные программные продукты и техническая документация, такие как операционная система, системы программирования, инструментальные средства программиста, тестовые и диагностические программы, программные средства телекоммуникации, защиты информации, функциональное программное обеспечение (автоматизированные рабочие места, системы управления базами данных и т.п.).

   В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, можно выделить общесистемное (базовое) программное обеспечение и прикладное (специальное) программное обеспечение.

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

   Общесистемное (базовое) программное обеспечение (ПО) (рис. 4) организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Базовое ПО настолько тесно связано с аппаратными средствами, что его иногда считают частью компьютера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 Общесистемное (Базовое) ПО

 

В состав базового (общесистемного) ПО входят:

·     операционные системы;

·     сервисные программы;

·     трансляторы языков программирования;

·     программы технического обслуживания.

   Операционные системы (ОС) обеспечивают управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем. Одной из важнейших функций ОС является автоматизация процессов ввода-вывода информации, управления выполнением прикладных задач, решаемых пользователем. ОС загружает нужную программу в память ЭВМ и следит за ходом ее выполнения: анализирует ситуации, препятствующие нормальным вычислениям, и дает указания, что необходимо сделать, если возникли затруднения.

   Исходя из выполняемых функций ОС можно разбить на три группы:

·     однозадачные (однопользовательские);

·     многозадачные (многопользовательские);

·     сетевые.

   Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент одной конкретной задачи. Типичным представителем таких операционных систем является MS-DOS (разработанная фирмой Microsoft).

   Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени (в памяти ЭВМ находится несколько программ (задач), и процессор распределяет ресурсы компьютера между задачами). Типичными представителями подобного класса ОС являются; UNIX, OS/2 корпорации IBM, Microsoft Windows 95/98/2000, Microsoft Windows NT и некотоpые другие.

   Сетевые операционные системы связаны с появлением локальныx и глобальных cетей и предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Типичными представителями ceтевыx ОС являются: Novell NetWare, Microsoft Windows NT, Banyan Vines, IBM LAN, UNIX, Solaris фирмы Sun, Linux.

   Сервисное программное обеспечение – это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

   По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделять на:

·     улучшающие пользовательский интерфейс:

·     защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;

·     восстанавливающие данные;

·     ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ;

·     архивации-разархивации;

·     антивирусные средства.

   По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены: оболочками, утилитами и автономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальности первых и специализации вторых.

   Оболочки предоставляют пользователю качественно новый интерфейс и освобождают его от детального знания операции и команд ОС. Функции большинства оболочек, например семейства MS-DOS, направлены на работу с файлами и каталогами и обеспечивают быстрый поиск файлов; создание, просмотр и редактирование текстовых файлов; выдачу сведений о размещении файлов на дисках, о степени занятости дискового пространства и ОЗУ.Все оболочки обеспечивают ту или иную степень защиты от ошибок пользователя, что уменьшает вероятность случайного уничтожения файлов.Среди имеющихся оболочек для семейства MS-DOS наиболее популярна оболочка Norton Commander.

   Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) в основном по обслуживанию дисков и файловой системы. Утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

·    обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т.д.);

·    обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);

·    создание и обновление архивов;

·    предоставление информации о ресурсах компьютера, о дисковом пространстве, о распределении ОЗУ между программами;

·    печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

·    защита от компьютерных вирусов.

   Программные средства антивирусной защиты обеспечивают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Термином «вирус» обозначается программа, способная размножаться, внедряясь в другие программы, совершая при этом различные нежелательные действия. К числу наиболее популярных в настоящее время антивирусных программ относятся: Doctor Web, AVP (антивирус Касперского), Norton Antivirus и др.

   Архиваторы обеспечивают компактное представление файлов и дисков для целей передачи данных на другие компьютеры, создания страховых копий. Наиболее популярны архиваторы: WinZip, WinRAR, WinARJ.

   Транслятором языка программирования называется программа, осуществляющая перевод текста программы с языка программирования, как правило, в машинный код. Комплекс средств, включающий в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программирования. В системе программирования транслятор переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ. В зависимости от способа перевода с входного языка (языка программирования) трансляторы подразделяются на компиляторы и интерпретаторы.В компиляции процессы трансляции и выполнения программы разделены во времени. Сначала компилируемая программа преобразуется в набор объектных модулей на машинном языке, которые затем собираются (компонуются) в единую машинную программу, готовую к выполнению и сохраняемую в виде файла на магнитном диске. Эта программа может быть выполнена многократно без повторной трансляции.

   Интерпретатор осуществляет пошаговую трансляцию и немедленное выполнение операторов исходной программы: каждый оператор входного языка программирования транслируется в одну или несколько команд машинного языка, которые тут же выполняются без сохранения на диске. Таким образом, при интерпретации программа на машинном языке не сохраняется и поэтому при каждом запуске исходной программы на выполнение ее нужно (пошагово) транслировать заново. Главным достоинством интерпретатора по сравнению с компилятором является простота. Входной язык программирования называется языком высокого уровня по отношению к машинному языку, называемому языком низкого уровня. Особое место в системе программирования занимают ассемблеры, представляющие собой комплекс, состоящий из входного языка программирования ассемблера и ассемблер-компилятора. Ассемблер представляет собой мнемоническую (условную) запись машинных команд и позволяет получить высокоэффективные программы на машинном языке. Однако его использование требует высокой квалификации программиста и больших затрат времени на составление и отладку программ.

   Под программами технического обслуживания понимается совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.

Они включают в себя:

·   средства диагностики и тестового контроля правильности работы ЭВМ и ее отдельных частей, в том числе автоматического поиска ошибок и неисправностей с определенной локализацией их в ЭВМ;

·   специальные программы диагностики и контроля вычислительной среды информационной системы в целом, в том числе программно-аппаратный контроль, осуществляющий автоматическую проверку работоспособности системы обработки данных перед началом работы вычислительной системы в очередную производственную смену.

   Прикладное (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.

   Пакет прикладных программ — это комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области. Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей. Данный класс программных средств наиболее разнообразен, что обусловлено, прежде всего, широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей.