Информационная система. Структура ИС.

»1. Определение понятия «Информационная  система»

2. Структура ИС»

4. Жизненный цикл информационных  систем

Содержание:

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Человечество  сегодня переживает информационный взрыв. Объем информации, поступающей  к человеку через все информационные средства, непрерывно растет. Поэтому  для каждого человека, живущего в  информационном обществе, очень важно овладение средствами оптимального решения задачи накопления, упорядочения и рационального использования информации.

Информационная система  есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а  также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией

 Программное обеспечение  за полвека своего существования  претерпело огромные изменения,  пройдя путь от программ, способных  выполнять только простейшие  логические и арифметические операции, до сложных систем управления предприятиями. В программном обеспечении всегда можно было выделить два основных направления развития:

- выполнение вычислений;

- накопление и обработка информации.

Цель работы – рассмотреть информационные системы, их содержание и виды, жизненный цикл ИС, потоки связей и механизм действий. В связи с этим нужно решить следующие задачи:

1. Рассмотреть понятие  информационной системы вообще  и информационной системы в  частности;

2. Изучить состав и структуру информационной системы;

3. Выявить особенности  жизненного цикла ИС.

1. Определение понятия «Информационная система»

 

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.

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.

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

Современные информационные технологии предоставляют широкий  набор способов реализации ИС, выбор  которых осуществляется на основе требований со стороны предполагаемых пользователей, которые, как правило, изменяются в  процессе разработки.

Система - это  образующая единое целое совокупность материальных и нематериальных объектов, объединенных некоторыми общими признаками, назначениями, свойствами, условиями  существования, жизнедеятельности, функционирования и т.д.

Функционирование  системы - процесс переработки входной информации в выходную, носящий последовательный характер во времени.

Подсистема - часть  любой системы.

Свойства системы (в т.ч. ИС):

- сложность  - система зависит от множества  входящих в нее компонентов,  их структурного взаимодействия, а так же сложности внутренних и внешних связей;

- делимость  - система состоит из ряда подсистем  или элементов, выделенных по  определенным признакам и отвечающих  конкретным целям и задачам;

- целостность  системы - означает то, что все  элементы системы функционируют как единое целое;

- многообразие  элементов системы и различие  их природы - свойство связано  с функционированием элементов,  их спецификой и автономностью;

- структурность  - определяет наличие установленных  связей и отношений между элементами внутри системы, распределение элементов системы по уровням и иерархиям;

- адаптивность  системы - означает приспосабливаемость  системы к условиям конкретной  предметной области;

- интегрируемость  - означает возможность взаимодействия  системы с вновь подключаемыми компонентами или подсистемами.

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).

Информационная  система - это взаимосвязанная совокупность информационных, технических, программных, математических, организационных, правовых, эргономических, лингвистических, технологических и других средств, а также персонала, предназначенная для сбора, обработки, хранения и выдачи экономической информации и принятия управленческих решений.

 

Свойства информационных систем:

- любая ИС  может быть подвергнута анализу,  построена и управляема на  основе общих принципов построения  сложных систем;

- при построении  ИС необходимо использовать системный подход;

- ИС является  динамичной и развивающейся системой;

- ИС следует  воспринимать как систему обработки  информации, состоящую из компьютерных  и телекоммуникационных устройств,  реализованную на базе современных  технологий;

- выходной продукцией ИС является информация, на основе которой принимаются решения или производятся автоматическое выполнение рутинных операций;

- участие человека  зависит от сложности системы,  типов и наборов данных, степени  формализации решаемых задач. 

Процессы в  информационной системе:

- ввод информации  из внешних и внутренних источников;

- обработка  входящей информации;

- хранение информации  для последующего ее использования;

- вывод информации  в удобном для пользователя  виде;

- обратная связь,  т.е. представление информации, переработанной в данной организации, для корректировки входящей информации.

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

 

2. Структура ИС

 

Из определения  в частности следует, что в  информационной системе имеется  два компонента: программное обеспечение  и электронное информационное хранилище. Обратимся к рисунку 1, где сказанное представлено в графическом виде.

Любая информационная система рассчитана на использование  ее в какой-либо профессиональной области. Значит ИС рассчитана на взаимодействие, с какими либо пользователями. Причем под пользователями в общем случае следует понимать не только людей, но  и другие информационные системы, с которыми данная ИС обменивается информацией.

Блок ПО (программное  обеспечение)  поделен на рисунке 1 на три части: ИП - интерфейс пользователя, ИД – интерфейс с данными,  БЛ – бизнес логика. Конечно, данное деление в общем случае является условным, и не означает, что в реальном программном обеспечении можно явно выделить все три части. Однако умозрительное наличие таких частей вытекает из очень простого рассуждения. Если программа взаимодействует с пользователем и данными, значит, какая-то ее часть (логика) отвечает за это взаимодействие.  С другой стороны, как мы впоследствии будем неоднократно убеждаться, структура хранения данных практически никогда не совпадает со структурой данных, представляемых пользователю.  Следовательно, в программном обеспечении должно быть предусмотрено преобразование информации из одного формата к другому и обратно.  Вот эта часть программного обеспечения, которую мы выделили чисто логически и принято называть бизнес логикой.

Формально информационные системы можно разделить на автономные и сетевые. Причем к сетевым информационным системам мы относим и такие, которые  эпизодически синхронизируют свои информационные хранилища с другими хранилищами посредством каких-либо каналов связи (в том числе и посредством переносных устройств внешней памяти). Спрос на автономные ИС не велик, в силу  почти полного отсутствия  несетевых компьютеров. 

 

 

 

 

 

 

 

ПО

ИС

 

 

 

 

 

Рисунок 1 Структура информационных систем

Для построения информационных систем с большим  количеством пользователей применяется  другая архитектура. Эта архитектура  базируется на использовании серверов баз данных. Особенностью серверов баз данных заключается в их способности выполнять специальные запросы к данным. Язык запросов устроен таким образом, что одна команда этого языка может заключать в себе множество элементарных операций над данными.  Таким образом, можно значительно снизить сетевой трафик, а для увеличения производительности информационной системы потребуется увеличения производительности только сервера баз данных.

 

3. Классификация ИС

 

Информационные  системы классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее часто  используемые способы классификации.

Классификация по масштабу:

По масштабу информационные системы подразделяются на следующие  группы:

- одиночные;

- групповые;

- корпоративные.

По сфере применения информационные системы обычно подразделяются на четыре группы:

- системы обработки транзакций;

- системы принятия решений;

- информационно-справочные  системы;

- офисные информационные  системы.

Системы обработки транзакций, в свою очередь, по оперативности  обработки данных, разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций – OLTP (OnLine Transaction Processing), для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть. Для систем OLTP характерен регулярный (возможно, интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т.п. Важными требованиями для них являются:

- высокая производительность обработки транзакций;

- гарантированная доставка  информации при удаленном доступе  к БД по телекоммуникациям.

Системы поддержки принятия решений – DSS (Decision Support Systeq) – представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по другим показателям.

Обширный класс  информационно-справочных систем основан  на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в сети Интернет.

Класс офисных  информационных систем нацелен на перевод  бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.

Классификация по способу организации:

По способу  организации групповые и корпоративные  информационные системы подразделяются на следующие классы:

- системы на  основе архитектуры файл-сервер;

- системы на  основе архитектуры клиент-сервер;

- системы на  основе многоуровневой архитектуры; 

- системы на  основе Интернет/ интеранет-технологий.

4. Жизненный цикл информационных систем

 

Одним из базовых  понятий методологии проектирования ИС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения (ЖЦ ПО). ЖЦ ПО ИС - это непрерывный процесс, начинающийся с момента принятия решения о необходимости создания ИС и заканчивающийся в момент полного ее изъятия из эксплуатации. Иначе ЖЦ ПО ИС можно представить как ряд событий, происходящих с системой в процессе ее создания и использования.

Основным нормативным  документом, регламентирующим ЖЦ ИС, является международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ИС.

Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов:

основные процессы ЖЦ (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);

организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Основные  процессы ЖЦ

Среди основных процессов ЖЦ наибольшую важность имеют  три: разработка, эксплуатация и сопровождение.

Разработка  ИС включает в себя все работы по созданию информационного ПО и его  компонентов в соответствии с  заданными требованиями, включая  оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовку материалов, необходимых для тестирования разработанных программных продуктов, и разработку материалов, необходимых для организации обучения персонала и т.д.

Эксплуатация  включает в себя работы по внедрению компонентов ИС в эксплуатацию, в том числе конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение пользователей эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т.д., и непосредственно эксплуатацию, в том числе локализацию проблем и устранение причин их возникновения, модификацию ПО в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.

Сопровождение включает в себя техническую поддержку  ИС. Основными предварительными действиями при подготовке к организации технического обслуживания ИС являются: выделение наиболее ответственных узлов системы и определение для них критичности простоя (это позволит выделить наиболее критичные составляющие ИС и оптимизировать распределение ресурсов для технического обслуживания); определение задач технического обслуживания и их разделение на внутренние, решаемые силами обслуживающего подразделения, и внешние, решаемые специализированными сервисными организациями (т. о. производится четкое определение исполняемых функций и разделение ответственности); подготовка плана организации технического обслуживания, в котором необходимо определить этапы исполняемых действий, сроки их исполнения, затраты на этапах, ответственность исполнителей. Обеспечение качественного технического обслуживания ИС требует привлечения специалистов высокой квалификации, которые в состоянии не только решать каждодневные проблемы, но и быстро восстанавливать работу системы при сбоях.

Вспомогательные процессы ЖЦ

Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ИС, прежде всего процессы разработки и сопровождения. При разработке проектов сложных ИС, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учета их связей и функций, создания унифицированной (т. е. единой) структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в различные компоненты ИС на всех стадиях ее ЖЦ.

Организационные процессы ЖЦ

Управление  проектом связано с вопросами  планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков  и контроля за сроками и качеством  выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний созданного ПО, обучение персонала и т.п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования компонентов ИС.

Верификация - это  процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа.

Проверка позволяет  оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с тестированием, которое проводится для определения  различий между действительными  и ожидавшимися результатами и оценки соответствия характеристик ИС исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.

Стадии (этапы) ЖЦ

Каждый проект, независимо от сложности и объема работ, необходимых для его выполнения, проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «проекта еще нет», до состояния, когда «проекта уже нет». Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта принято разделять на стадии (фазы, этапы).

Суть ЖЦ разработки ИС в различных подходах одинакова  и сводится к выполнению следующих  стадий:

Планирование  и анализ требований (предпроектная стадия) – системный анализ. Исследование и анализ существующей ИС, определение требований к создаваемой ИС, оформление технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на разработку ИС.

Проектирование (техническое проектирование, логическое проектирование). Разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций (функциональная архитектура) и состава обеспечивающих подсистем (системная архитектура), оформление технического проекта ИС.

Часто второй и  третий этапы объединяют в одну стадию, называемую технорабочим проектированием или системным синтезом.

Реализация (рабочее проектирование, физическое проектирование, программирование). Разработка и настройка программ, наполнение базы данных, создание рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта.

Внедрение (тестирование, опытная эксплуатация). Комплексная отладка подсистем, обучение персонала, поэтапное внедрение ИС в Эксплуатацию по подразделениям экономического объекта, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях ИС.

Эксплуатация  ИС (сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании ИС, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации ИС и ее выполнение (повторение стадий 2-5).

Модели  жизненного цикла ПО ИС

Стандарт ISO/IEC 12207 не предлагает конкретную модель ЖЦ и  методы разработки ИС под моделью  ЖЦ понимается структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи  процессов, действий и задач, выполняемых  на протяжении ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики ИС и специфики условий, в которых последняя создается и функционирует. Его регламенты являются общими для любых моделей ЖЦ, методологий и технологий разработки. Стандарт ISO/IEC 12207 лишь описывает структуры процессов ЖЦ ИС, но не конкретизирует в деталях, как реализовать или выполнить действия и задачи, включенные в эти процессы.

Среди известных  моделей ЖЦ можно выделить следующие:

• Каскадная  модель (см. рис. 2.) предусматривает последовательное выполнение всех этапов проекта в строго фиксированном порядке. Переход на следующий этап означает полное завершение работ на предыдущем этапе.

Рисунок 2 Каскадная модель ЖЦ ИС

• Итерационная модель (поэтапная модель с промежуточным  контролем см. рис. 3.) (70-е – 80-е гг.). Разработка ИС ведется итерациями с циклами обратной связи между этапами. Межэтапные корректировки позволяют учитывать реально существующее взаимовлияние результатов разработки на различных этапах; время жизни каждого из этапов растягивается на весь период разработки.

 

Рисунок 3 Поэтапная модель с промежуточным контролем

• Спиральная модель (80-е – 90-е гг., см. рис. 4.) в каждом витке спирали выполняется создание очередной версии продукта, уточняются требования проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка. Особое внимание уделяется начальным этапам разработки - анализу и проектированию, где реализуемость тех или иных технических решений проверяется и обосновывается посредством создания прототипов (макетирования).

 

Рисунок 4 Спиральная модель ЖЦ ИС

Заключение

 

Возможности человека в обработке информации резко  возросли с использованием компьютеров. В применении ЭВМ для решения  задач информационного обслуживания можно выделить два периода:

- начальный  период, когда решением задач  обработки информации, организацией  данных занимался небольшой круг  людей - системные программисты. Этот период характерен тем,  что создавались программные  средства для решения конкретной задачи обработки данных. При этом для решения другой задачи, в которой использовались эти же данные, нужно было создавать новые программы;

- период системного  применения ЭВМ. Для решения  на ЭВМ комплекса задач создаются  программные средства, оперирующие одними и теми же данными, использующие единую информационную модель объекта. Эти средства не зависят от характера объекта, его модели, их можно применять для информационного обслуживания различных задач. Человечество пришло к организации информации в информационных системах.

В зависимости  от предметной области информационные системы могут весьма значительно  различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить 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 ориентированы на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификацией в области вычислительной техники.

Список  использованной литературы:

1. Википедия. http://ru.wikipedia.org
2. Гагарина Л.Г. Основы технологии и разработки программных продуктов: Учебник - М ФОРУМ - ИНФРА - М. 2006.
3. ИНТУИТ, http://www.intuit.ru
4. Избачков С.Ю., Петров В.Н. Информационные системы-СПб.: Питер, 2008.
5. Информатика: Учебник под редакцией Макаровой Н.В. - М.: Финансы и статистика., 2005.
6. Лекции по информатике. http://smitu.cef.spbstu.ru
7. Советов Б.Я. Цеханковский В.В. Информационные технологии - М Высшая школа, 2003.