Тема 2. Классификация информационных систем как инструмента принятия управленческих решений. Организационные и функциональные особенности

2.1. Методы системного анализа и теории принятия решений в ИТУ

Современные тенденции создания интегрированных автоматизированных систем включают различные аспекты интеграции - интеграцию данных, технологий и технических средств.

Интеграция данных заключается в применении системного подхода проектирования моделей данных, создания некой универсальной информационной модели и соответствующих протоколов обмена данными.

Интеграция технических средств в настоящее время выражается в создании распределенных систем обработки, применении концепций "открытых систем" и современных методов проектирования систем.

Интеграция технологий в информационных системах подразумевает не простое суммирование известных технологических процессов и решений, а получение оптимальных технологических решений обработки информации на основе известных методов и разработки новых, ранее не встречавшихся технологий. Эффективность новой автоматизированной технологии обычно определяет элемент новизны. Далее приводится ряд определений, широко использующихся в описании разработки и применения информационных систем, предназначенных для целей управления.

Использование сетевых информационных технологий определило методы, подходы и средства, применяемые при разработке управленческих решений, связанных с получением информации и ее обработкой в пространственно распределенных пунктах.

Определение 5.

Интегрированная система представляет собой полный комплекс средств, в котором выполняются все процессы обработки, обмена и представления информации. Схема системы включает системные уровни, подсистемы, процессы, задачи.

Определение 6.

Полной называется система, которая в процессе работы осуществляет технологический цикл, включающий следующие процессы: ввод всех видов информации данной предметной области для решения задач, поставленных перед системой; обработку информации с привлечением набора существующих средств, применяемых для решения данного класса задач; вывод или представление данных в форматах вывода согласно заданию без использования других систем.

Определение 7.

Неполной называется система, которая осуществляет частичную обработку, ввод данных или использует другие системы в процессе обработки.

Определение 8.

Системный уровень определяет часть системы, объединяющую подсистемы и процессы обработки по функциональным и технологическим признакам. Может включать от одной до нескольких подсистем.

Определение 9.

Подсистема определяется как часть системы, объединенная по функциональным методам обработки данных, включающим разные алгоритмы и способы моделирования. Может быть локальной или распределенной.

Определение 10.

Распределенная подсистема состоит из фрагментов, располагающихся в разных узлах сети компьютеров, которые могут управляться разными системами и допускать участие в работе нескольких пользователей из разных узлов сети.

Определение 11.

Локальная подсистема сгруппирована в одной точке сети и управляется, как правило, одним пользователем.

Поскольку в процессе обработки данных решаются различные задачи, то необходимо дать ее определение по отношению к системе.

Определение 12.

Задача как элемент системы определяется простейшим циклом обработки типизированных данных.

Подсистема всегда имеет технологическое назначение, логическое описание и физическую реализацию.

Системный уровень является описательным понятием, т.е. имеет технологическое назначение и может иметь (или не иметь) логическое описание.

Физическая реализация осуществляется обычно на уровне подсистемы.

Определение основополагающих принципов функционирования любой автоматизированной системы, достижение ее целостности, оптимизация структуры осуществляются на основе методов системного анализа.

Процесс построения любой информационной системы можно представить в виде семи этапов, определяющих создание системы от постановки задачи до ее реализации:

1. Описание на вербальном уровне объекта исследований, целей, критериев исследования и получения результатов.
2. Разработка концептуального представления процесса или системы.
3. Постановка проблем, декомпозиция на задачи, формализация технологии.
4. Анализ и выбор методов и моделей для получения решений.
5. Оптимизация решений.
6. Реализация системы и решение задач.
7. Сопровождение, анализ и модернизация.

На первых трех этапах происходит формирование инфологической модели системы.

Пятым этапом заканчивается построение системы на логическом уровне проектирования. При реализации системы (шестой уровень) говорят о переходе к физическому построению системы.

Седьмой этап предусматривает учет возможных ситуаций функционирования и тенденций развития программно-технологических средств.

2.2. Формы   организации   и     функции  различных   типов    автоматизированных  информационных     систем

Различные типы автоматизированных информационных систем имеют различные формы организации и функциональные особенности. Среди множества систем следует отметить автоматизированные системы научных исследований (АСНИ).

По формам организации АСНИ делятся на 3 группы: специальные, локальные и глобальные. Специальные решают узкий класс задач на заданном наборе параметров. Основная задача - контроль протекания процессов и предотвращение нежелательных ситуаций. Локальные АСНИ функционируют в рамках лабораторий, развитие их связано с "персонализацией" вычислительной техники (ВТ). Глобальные АСНИ создаются в рамках института, НПО и др. Одним из направлений их развития является создание распределенных систем, в том числе на основе локальных вычислительных сетей (ЛВС).

По функциям можно выделить: информационно-поисковые, советующие и обучающие; расчетные на основе машинного и физического эксперимента. Интеграция предъявляет дополнительные требования к базовым техническим средствам, которые должны являться элементами распределительной вычислительной системы или локальной сети. Большое значение здесь имеют выбор единой информационной основы, составление классификаторов информации и способов ее кодирования.

Следующим типом автоматизированных информационных систем являются системы автоматизированного проектирования (САПР).

Основное назначение САПР - получение оптимальных проектных решений, которое осуществляется путем декомпозиции проектной задачи с последующим синтезом общего проектного решения. Технологии базируются на следующих принципах: использование комплексного моделирования: интерактивное взаимодействие с цифровой моделью; принятие проектных решений на основе математических моделей и проектных процедур, реализуемых средствами ВТ; обеспечение единства модели проекта на всех этапах проектирования; использование единой информационной базы; проведение многовариантного проектирования и комплексной оценки проекта с применением методов оптимизации; обеспечение максимальной инвариантности (независимости от времени) информационных ресурсов, их слабой зависимости от конкретной области применения, простоты настройки на отраслевую специфику.

Автоматизированные справочно-информационные системы (АСИС) используют ЭВМ на этапах ввода, обработки и выдачи справочных данных по различным запросам потребителей. В современных интегрированных ИС АСИС утратили значение независимых систем и преобразовались в более мобильные и универсальные подсистемы документационного обеспечения. Для АСИС характерны: многофункциональность, одноразовость подготовки и ввода данных, независимость процесса сбора и обновления данных от процесса их использования прикладными программами, развитые средства лингвистического обеспечения.

Особым типом информационных систем являются экспертные системы (ЭС), которые относятся к интеллектуальным информационным системам, включающим базу знаний и механизмы вывода и интерпретации, что позволяет не только использовать имеющиеся в информационной базе факты, но на их основании конструировать новые выводы.

ЭС можно рассматривать как класс автоматизированных информационных систем, содержащих базы данных (БД) и базы знаний (БЗ), способных осуществлять анализ и коррекцию данных независимо от санкции пользователя, анализировать и принимать решения как по запросу, так и независимо от запроса пользователя и выполнять ряд аналитически классификационных задач. Например, классифицировать по группам входную информацию, консультировать, делать выводы, ставить диагноз, обучать прогнозированию, идентифицировать, интерпретировать и т.д. Основные преимущества: возможность решения, оптимизации или получения оценок новых классов трудно формализуемых задач; обеспечение возможности диалога на естественном языке с визуализацией информации при решении задач в соответствующей предметной области; накопление данных, знаний, правил использования знаний, правил самообучения ЭС; решение вопросов или проблем, которые сам пользователь не в состоянии решить либо из-за отсутствия у него информации, либо ее многообразия, либо из-за длительности получения результата обычными методами. При создании ЭС возникают следующие проблемы: обеспечение достаточной полноты информации, помещаемой в ЭВМ (выделение ключевых слов, установление их взаимосвязей в структуре данных, создание и использование эффективной системы кодирования); получение эффективной оценки качества функционирования ЭС и выработка соответствующих критериев; возможность получения недостоверного результата из-за вероятностного характера структуры решаемых задач и синтеза знаний.

2.3. Геоинформационные системы как новый тип интегрированных информационных систем

Сложность задач управления, связанных с использованием и обработкой пространственно распределенных (привязанных к географическим координатам) данных, потребовала разработки нового типа информационных систем - геоинформационных систем (ГИС).

Определение 13.

ГИС - автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

Как системы управления ГИС предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению территориями (землями и ресурсами, городским хозяйством, транспортом, торговлей, производством, использованию различных пространственных объектов). При этом для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные. В ГИС присутствует множество новых технологий пространственного анализа данных.

Как автоматизированные информационные системы ГИС объединяют ряд технологий и технологических процессов известных информационных систем, перечисленных выше.

Как геосистемы ГИС включают технологии (прежде всего технологии сбора информации) таких систем, как географические информационные системы (справочные по географическим данным), системы картографической информации, автоматизированные системы картографирования, автоматизированные кадастровые системы.

Как системы, использующие базы данных, ГИС характеризуются широким набором данных, собираемых с помощью разных методов и технологий.

Как системы моделирования ГИС используют максимальное количество методов и процессов моделирования, применяемых в других автоматизированных системах.

Как системы получения проектных решений ГИС применяют методы автоматизированного проектирования и решают ряд специальных проектных задач, которые в типовом автоматизированном проектировании не встречаются.

Как системы представления информации ГИС являются развитием автоматизированных систем документационного обеспечения с использованием современных технологий мультимедиа. Это определяет большую наглядность выходных данных ГИС по сравнению с обычными географическими данными.

Как интегрированные системы ГИС являют пример объединения различных методов и технологий в единый комплекс, созданный при интеграции технологий на базе технологий САПР и интеграции данных на основе географической информации.

Как прикладные системы ГИС не имеют себе равных по широте применения, так как используются на транспорте, в навигации, геологии, географии, военном деле, экономике, экологии и т.д. Благодаря таким широким возможностям на основе ГИС развивается тематическое картографирование.

Как системы массового пользования ГИС позволяют применять картографическую информацию на уровне деловой графики, что делает их доступными любому школьнику или бизнесмену, а не только специалисту - географу. Именно поэтому при принятии решений на основе ГИС-технологий не всегда создаются карты, но всегда используются картографические данные.