Лекция № 1
Введение. Информация. Понятие информационной системы. Классификация информационных систем. Определение информационных технологий.
Изучение любой дисциплины начинается с определений основных терминов и формулировки понятий.
Исходя из названия дисциплины, можно предположить, что основным объектом изучения будет являться информация, вернее технологии ее обработки.
Определим, что такое ИНФОРМАЦИЯ.
Информация – это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования. Информационное сообщение связано с источником сообщения (передатчиком), приемником (получателем) и каналом связи.
В одном ряду с этим понятие стоят понятия «данные» и «знания».
ДАННЫЕ – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека.
ЗНАНИЯ – это информация, на основании которой путем логических рассуждений могут быть получены определенные выводы.
Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.
Выделяют три фазы существования информации:
• ассимилированная информация — представление сообщений в сознании человека, наложенное на систему его понятий и оценок;
• документированная информация — сведения, зафиксированные в знаковой форме на каком-то физическом носителе;
• передаваемая информация — сведения, рассматриваемые в момент передачи информации от источника к приемнику.
В большинстве случаев информация собирается, передается и обрабатывается с помощью знаков. Знаки — это сигналы, которые могут передавать информацию при наличии соглашения об их смысловом содержании между источниками и приемниками информации. Набор знаков, для которых существует это соглашение, называется знаковой системой.
|
Правильное восприятие информации конечным потребителем может быть затруднено из-за наличия различных помех, называемых информационным шумом. Различают три разновидности шума и, соответственно, три информационных фильтра, блокирующих этот шум:
• синтаксический фильтр. В последовательности знаков, передаваемых или хранимых на носителе, могут быть обнаружены участки, относительно которых отсутствует соглашение о придании им смысла. Эти участки составляют синтаксический шум, и они распознаются синтаксическим фильтром. Фильтр содержит набор правил, позволяющих различать правильные (осмысленные) и неправильные (бессмысленные) последовательности знаков;
• семантический фильтр. Первый аспект семантического шума связан с отсутствием новизны в получаемом сообщении, т. е. сообщение не расширяет знаний потребителя. Второй аспект семантического шума связан с прохождением ложного сообщения через синтаксический фильтр. Здесь семантический фильтр проверяет соответствие контролируемого сообщения уже имеющейся информации. Существенные для семантического фильтра взаимосвязи устанавливаются также предметными науками, например бухгалтерским учетом, экономической статистикой и т. д.;
• прагматический фильтр устанавливает степень ценности информации для потребителя. Элементы прагматической оценки обычно охватывают качественную сторону информации, характеризующуюся совокупностью свойств, позволяющих эффективно использовать информацию.
|
Информация обладает следующими свойствами.
Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение здесь имеют правильность концепции, на базе которой сформулировано исходное понятие, а также обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления. Нарушение репрезентативности информации нередко приводит к существенным ее погрешностям.
Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных. С увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы, так как для получения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных.
Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей). Понятие полноты информации связано с ее семантикой и прагматикой. Как неполная, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.
Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.
|
Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного с временем решения поставленной задачи.
Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления. Для информации, отображаемой цифровым кодом, известны четыре классификационных понятия точности:
• формальная точность, измеряемая значением единицы младшего разряда числа;
• реальная точность, определяемая значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется;
• максимальная точность, которую можно получить в конкретных условиях функционирования системы;
• необходимая точность, определяемая функциональным назначением показателя.
Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется доверительной вероятностью необходимой точности, т. е. вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.
Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменение исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации так же, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.
Информация на пути от источника к потребителю проходит ряд преобразователей — кодирующих и декодирующих устройств и т. д. На промежуточных стадиях преобразования семантические и прагматические свойства сообщений отступают на второй план. Поэтому понятие информации обычно заменяется понятием данные.
Данные представляют собой набор утверждений, фактов или цифр, лексически и синтаксически связанных между собой. Лексические отношения отражают постоянные связи в структуре языка, например род — вид; часть — целое. Связи между отдельными частями сообщения отражаются синтаксическими отношениями. Они являются переменными (например, положение запятой в предложении, от которого меняется смысл). Данные безразличны к семантическому и прагматическому фильтру.
Информационные ресурсы — отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах. Информационные ресурсы — это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на машинном носителе.
Одним из важнейших информационных ресурсов является информация экономическая. Ее отличительная черта — связь с процессами управления коллективами людей, организаций. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг. Значительная часть ее связана с общественным производством и может быть названа производственной информацией.
Экономическая информация — совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.
Особенности экономической информации, влияющие на организацию автоматизированной обработки:
· экономическая информация специфична по форме представления и отражается в виде первичных и сводных документов;
· экономическая информация объемна. Оптимальное управление экономическими процессами невозможно без достаточной информации о них;
· экономическая информация циклична. Для большинства производственных и хозяйственных процессов характерна повторяемость составляющих их стадий и информации, отражающей эти процессы (созданные программы обработки информации используются многократно);
· экономическая информация отражает результаты производственно-хозяйственной деятельности с помощью системы натуральных и стоимостных показателей;
· экономическая информация специфична по способам обработки. В процессе обработки преобладают арифметические и логические (сортировка, отбор) операции, а результаты представляются в виде текстовых документов, таблиц, диаграмм и графиков.
К важнейшим признакам классификации экономической информации относятся:
отношение к данной управляющей системе. Этот признак позволяет разделить сообщения на входные, внутренние и выходные;
признак времени. Относительно времени события делятся на перспективные (о будущих событиях) и ретроспективные. К первому классу относится плановая и прогнозная информация, ко второму — учетные данные. По времени поступления разделяются периодические и непериодические сообщения;
функциональные признаки. Формируется классификация по функциональным подсистемам экономического объекта. Например, информация о трудовых ресурсах, производственных процессах, финансах и т. д. или, в другом разрезе, — данные планирования, нормирования, контроля, учета и отчетности.
Информационный процесс — это процесс преобразования информации, в результате которого информация может изменить и содержание, и форму, как в пространстве, так и во времени. Информационные процессы представляют тремя уровнями:
• концептуальным;
• логическим;
• физическим.
Концептуальный уровень определяет содержательный аспект информационного процесса. Технология переработки информации начинается с формирования информационного ресурса, который после преобразований должен превратиться в информационный продукт. Формирование информационного ресурса начинается с процесса сбора информации, которая отражает объект управления или исследования. Собранная информация для ее оценки (по полноте, непротиворечивости, достоверности и т. д.) должна быть подготовлена соответствующим образом, например в виде таблиц. После подготовки информация может быть передана для дальнейшего преобразования традиционным способом или подвергнута процессу ввода, т. е. процессу преобразования в машинные данные, имеющие форму цифровых кодов. Процессы сбора, подготовки и ввода в информационной технологии организационно-экономической сферы по своей реализации являются в основном ручными (кроме процесса подготовки).
Следующие за вводом информационные процессы выполняют преобразование данных в соответствии с поставленной задачей и протекают в ЭВМ под управлением различных программ, которые позволяют организовать данные так, что после вывода из ЭВМ результат обработки представляет собой наполненную смыслом информацию о результате решения поставленной задачи. При преобразовании данных выделяют следующие информационные процессы:
• процесс обработки данных;
• процесс обмена данных;
• процесс накопления данных;
• процесс представления знаний.
Процесс обработки данных — это преобразование значений и структур данных в форму, удобную для человеческого восприятия (отображение). Отображенные данные — это уже информация. Процедуры преобразования данных осуществляются по определенным алгоритмам и реализуются ЭВМ с помощью набора машинных операций. Процедуры отображения переводят данные из цифровых кодов в изображение или звук.
Информационный процесс обмена — это обмен данными между процессами информационной технологии на уровне переработки данных. При обмене данными выделяют следующие типы процедур:
• процедуры передачи;
• процедуры организации сети.
Процедуры передачи данных реализуются с помощью операции кодирования-декодирования, модуляции-демодуляции, согласования и усиления сигналов. Процедуры организации сети включают в себя операции по коммутации и маршрутизации потоков данных (трафика) в вычислительной сети.
Процесс накопления — это преобразование информации в форме данных так, что ее длительное время можно хранить, постоянно обновляя, и оперативно извлекать в заданном объеме и по заданным признакам. Процедуры процесса накопления состоят в организации хранения и актуализации данных. Хранение предполагает создание структуры расположения данных в памяти ЭВМ, позволяющей быстро и неизбыточно накапливать данные по заданным признакам и не менее быстро осуществлять их поиск. Актуализация — это поддержание данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология.
Процесс представления знаний объединяет процедуры формализации знаний, их накопления в формализованном виде и формальной генерации (вывода) новых знаний на основе накопленных в соответствии с поставленной задачей.
Логический уровень информационной технологии представляется комплексом взаимосвязанных моделей, формализующих информационные процессы при технологических преобразованиях информации и данных. При обработке данных формируются четыре основных информационных процесса:
• модель обработки;
• модель обмена;
• модель накопления;
• модель представления знаний.
Модель обработки данных включает в себя формализованное описание процедур организации вычислительного процесса, преобразования данных и отображения данных. Под организацией вычислительного процесса понимается управление ресурсами компьютера при решении задач обработки данных. Процедуры преобразования данных на логическом уровне представляют собой алгоритмы и программы обработки данных и их структур. Процедуры отображения данных являются компьютерными программами преобразования данных, представленных машинным кодом, в воспринимаемую человеком информацию, несущую в себе смысловое содержание.
Модель обмена данными включает в себя формальное описание процедур, выполняемых в вычислительной сети, передачи, маршрутизации, коммутации, составляющих информационный процесс обмена. На основе моделей обмена производится синтез системы обмена данными, при котором оптимизируются топология и структура вычислительной сети, метод коммутации, протоколы и процедуры доступа, адресации и маршрутизации.
Модель накопления данных формализует описание информационной базы, которая в компьютерном виде представляется базой данных. Логическая схема информационной базы должна формализовано описывать ее структуру и взаимосвязь элементов информации.
Модель представления знаний выбирается в зависимости от предметной области и вида решаемых задач — логические, алгоритмические, фреймовые, семантические, интегральные.
На логическом уровне взаимная увязка информационных процессов осуществляется через модель управления данными системы управления базами данных (СУБД).
Физический уровень информационной технологии представляет ее программно-аппаратную реализацию. На физическом уровне информационные процессы включают следующие подсистемы:
• подсистема обработки данных;
• подсистема обмена данных;
• подсистема накопления данных;
• подсистема управления данными;
• подсистема представления знаний.
Для выполнения функций подсистемы обработки данных используются ЭВМ. Обработка данных производится с помощью программ решения задач в той предметной области, для которой создана информационная технология.
В подсистему обмена данных входят комплексы программ и устройств, позволяющих реализовать вычислительную сеть и осуществить по ней передачу и прием сообщений с необходимой скоростью и качеством.
Подсистема накопления данных реализуется с помощью банков и баз данных, организованных на внешних устройствах компьютеров и ими управляемых.
Подсистема управления данными организуется на компьютерах с помощью подпрограммных систем управления обработкой данных и организации вычислительного процесса, систем управления вычислительной сетью и систем управления базами данных.
Управление — это процесс целенаправленного воздействия на объект, организующий функционирование объекта по заданной программе. Информация, которая обеспечивает производство, распределение, обмен и потребление материальных благ и решение задач организационно-экономического управления, называется управленческой. В управленческой деятельности информация выступает как один из важнейших ресурсов наряду с энергетическими, материальными, трудовыми, финансовыми.
Информационные процессы — это процессы сбора, передачи, накопления, хранения, обработки, поиска, выдачи и доведения информации до пользователя.
С точки зрения информационных процессов управление можно разложить на следующие составляющие:
• выработка управляющим органом информации, которая соответствует цели (программе) управления, управляющей информации;
• передача управляющей информации объекту управления;
• получение и анализ реакции объекта (осведомительной информации об объекте управления и фактическом поведении);
• корректировка или выборка новой управляющей информации с целью оптимизации функционирования объекта управления.
Современная система управления экономическим объектом представляет собой человеко-машинный комплекс со следующими семью основными подсистемами обеспечения:
• информационное обеспечение — система классификации и кодирования информации, технологическая схема обработки данных, нормативно-справочная информация, система документооборота;
• организационное обеспечение — совокупность мер и мероприятий, регламентирующих функционирование системы управления, ее описание, инструкции и регламенты обслуживающему персоналу;
• техническое обеспечение — комплекс используемых в системе управления технических средств, включающий ЭВМ и средства связи;
• математическое обеспечение — совокупность методов, правил, математических моделей и алгоритмов решения задач;
• лингвистическое обеспечение — совокупность терминов и искусственных языков, правил формализации естественного языка;
• программное обеспечение — совокупность программ систем обработки данных и документов, необходимых для эксплуатации этих программ;
• правовое обеспечение — совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование системы.
Возможны следующие структурные решения систем управления экономическими объектами: децентрализованное, иерархическое и централизованное.
Лицо, принимающее решение, исполнитель и объект управления с соответствующими связями образуют контур управления.
Выбор структуры управления определяется следующими соображениями:
• в быстро изменяющемся мире скорость получения информации для выработки управляющих решений должна быть высокой. Каждое звено передачи информации снижает оперативность. С этой точки зрения более эффективным является централизованное и децентрализованное управление;
• чем сложнее объект, тем больше необходима информация о нем. Возрастание объемов информации требует повышения пропускной способности канала. Каждый контур управления в децентрализованной и иерархической системах замыкается на часть объекта. Часть, естественно, меньше целого. С этой точки зрения децентрализованная и иерархическая системы лучше;
• каждое звено управления вносит свои ошибки. Чем выше уровень управления, тем больший ущерб наносит ошибка. В этом смысле преимущество на стороне децентрализованного управления;
• каждое нижестоящее звено управления способно сгладить ошибку вышестоящего, а вышестоящее путем оперативной коррекции управления в этом или в других контурах — уменьшить ущерб от ошибки нижестоящего. Поэтому лучше использовать иерархическую систему;
• качество — единственный путь к успеху. Качество выше там, где каждый видит результаты своего труда и отвечает за них. Лучшим образом это может быть реализовано в децентрализованной системе, если только в ней не нарушена координация. Процесс принятия решений может протекать по двум основным схемам: интуитивно-эмпирической (основанной на сравнении проблемной ситуации с ранее встречавшимися схожими ситуациями) и формально-эвристической (основанной на построении и исследовании модели проблемной ситуации). Независимо от схемы протекания процесса принятия решения информационное обеспечение управления является одним из решающих факторов принятия эффективных решений. Обычно под информационным обеспечением управления понимают совокупность информационных ресурсов, средств, методов и технологий, способствующих эффективному проведению всего процесса управления, в том числе разработке и реализации управленческих решений.
Традиционно уровни принятия решений принято разделять на оперативный, тактический и стратегический. Каждый из этих уровней требует определенной информационной поддержки, которая обычно реализуется в виде некоторой автоматизированной информационной системы. В настоящее время существует множество программных продуктов, обеспечивающих информационные технологии обработки экономической информации и автоматизации офиса. К ним относятся текстовые процессоры, табличные процессоры, системы управления базами данных, электронная почта, электронный календарь, компьютерные конференции, видеотекст, а также специализированные программы управленческой деятельности: ведение документов, контроль исполнения приказов и т. д.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работника любой профессии информацией для реализации функции управления.
В зависимости от уровня автоматизации различают ручные, автоматизированные и автоматические информационные системы.
Ручные ИС характеризуются выполнением всех операций по переработке информации человеком. В автоматизированных ИС часть функций управления или обработки данных осуществляются автоматически, а часть — человеком. В автоматических ИС все функции управления и обработки информации выполняются техническими средствами без участия человека.
Информационная система включает в себя информационную среду и информационные технологии, определяющие способы реализации информационных процессов.
Информационная среда — это совокупность систематизированных и организованных специальным образом данных и знаний.
Информационные технологии (ИТ) — это совокупность методов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распределение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов.
Информационные технологии в экономике и управлении базируются на аппаратных средствах и программном обеспечении. Аппаратные средства относятся к числу опорных технологий, т.е. могут применяться в любых сферах человеческой деятельности. Программное обеспечение организует процесс обработки информации в компьютере и решение профессиональных задач пользователей.
Областями применения информационных технологий являются системы поддержки деятельности людей (управленческой, коммерческой, производственной), потребительская электроника и разнообразные услуги, например связь, развлечения.
КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Сегодня информация превратилась в стратегический ресурс человечества, единственный из всех ресурсов, который при потреблении не убывает, а возрастает.
Классификацию информационных систем можно проводить по ряду признаков: по назначению, по структуре аппаратных средств, по режиму работы и по характеру взаимодействия с пользователями.
Классификация информационных систем по назначению
По назначению ИС можно разделить на информационно-управляющие, информационно-поисковые, системы поддержки принятия решений, обработки данных и информационно-справочные системы.
Информационно-управляющие системы — это системы для сбора и обработки информации, необходимой для управления организацией, предприятием, отраслью.
Системы поддержки принятия решений предназначены для накопления и анализа данных, необходимых для принятия решений в различных сферах деятельности людей.
Информационно-поисковые системы — это системы, основное назначение которых поиск информации, содержащейся в различных базах данных, различных вычислительных системах, разнесенных, как правило, на значительные расстояния.
К информационно-справочным системам относятся системы, работающие в интерактивном режиме и обеспечивающие пользователей справочной информацией.
Системы обработки данных — это класс информационных систем, основной функцией которых являются обработка и архивация больших объемов данных.
Классификация информационных систем по структуре аппаратных средств
Эта классификация информационных систем подразделяет их на однопроцессорные, многопроцессорные и многомашинные системы (сосредоточенные системы, системы с удаленным доступом и вычислительные сети).
Однопроцессорные ИС строятся на базе одного процессора компьютера, тогда как многопроцессорные системы используют ресурсы нескольких процессоров.
Многомашинные системы представляют собой вычислительные комплексы. В сосредоточенных вычислительных системах весь комплекс оборудования, включая терминалы пользователей, сосредоточен в одном месте, поэтому для связи между отдельными компьютерами системы не требуется применение системы передачи данных.
Системы с удаленным доступом (с телеобработкой) обеспечивают связь между терминалами пользователей и вычислительными средствами методом передачи данных по каналам связи (с использованием систем передачи данных).
Вычислительные сети — это взаимосвязанная совокупность территориально рассредоточенных систем обработки данных, средств и систем связи и передачи данных, обеспечивающая пользователям дистанционный доступ к вычислительным ресурсам и коллективное использование этих ресурсов.
Классификация информационных систем по режиму работы
Если рассматривать используемый режим функционирования информационных систем, то можно выделить однопрограммный и мультипрограммный режимы вычислительной системы.
По характеру обслуживания пользователей выделяют пакетный режим, а также режимы индивидуального и коллективного пользования.
Пакетная обработка — это обработка данных или выполнение заданий, накопленных заранее таким образом, что пользователь не может влиять на обработку, пока она продолжается. Она может вестись как в однопрограммном, так и в мультипрограммном режимах.
В режиме индивидуального пользования все ресурсы системы предоставляются в распоряжение одного пользователя, тогда как и режиме коллективного пользования возможен одновременный доступ нескольких независимых пользователей к ресурсам вычислительной системы. Коллективное пользование в режиме запрос—ответ предполагает, что система обслуживает запрос каждого пользователя без прерываний.
Классификация информационных систем по характеру взаимодействия с пользователями
По характеру взаимодействия с пользователями выделяют системы, работающие в диалоговом и интерактивном режимах.
В диалоговом режиме человек взаимодействует с системой обработки информации, при этом человек и система обмениваются информацией в темпе, соизмеримом с темпом обработки информации человеком.
Интерактивный режим — это режим взаимодействия человека и процесса обработки информации, выражающийся в разного рода воздействиях на этот процесс, предусмотренных механизмом управления конкретной системы и вызывающих ответную реакцию процесса.
По особенностям функционирования информационной системы во времени выделяют режим реального времени — режим обработки информации, при котором обеспечивается взаимодействие системы обработки информации с внешними по отношению к ней процессами в темпе, соизмеримом со скоростью протекания этих процессов.
Состав и характеристика качества информационных систем
Элементарные операции информационного процесса включают:
• сбор, преобразование информации, ввод в компьютер;
• передачу информации;
• хранение и обработку информации;
• предоставление информации пользователю.
Можно выделить две основные группы характеристик, которые нужно принимать во внимание при анализе качества информационных процессов: временные характеристики и характеристики качества результирующей информации на выходе информационного процесса.
К показателям временных свойств информационных процессов относятся:
• среднее время и дисперсия времени выполнения информационного процесса (среднее время реакции информационной системы на запрос пользователя);
• продолжительность временного интервала, в течение которого информационный процесс завершается с заданной вероятностью.
Качество информационных систем характеризуется:
• достоверностью данных — свойством данных не содержать скрытых ошибок;
• целостностью данных — свойством данных сохранять свое информационное содержание;
• безопасностью данных — защищенностью данных от несанкционированного доступа к ним.