Определения информационной системы и информационной среды. (Тема 2, стр. 16, 17, 18)

2.3. Информационные системы. Определения.

Усложнение организационных систем различных уровней, а также их функционирования и развития приводит к необходи­мости организационного обособления основной и информацион­ной деятельности. Этот процесс столь же закономерен, как и иерархизация, т. е. иерархическое построение самих организацион­ных систем, и, по сути дела, является его следствием.

Естественная декомпозиция системы на управляемую и уп­равляющую части соответствует разделению деятельности на ин­формационную и основную. Наиболее отчетливо это разделение наблюдается в чисто технических системах, где выделяются объ­ект управления и устройство управления. В организационных системах провести грань между основной и информационной де­ятельностью значительно трудней. Представим себе организаци­онную структуру завода: нижние уровни иерархии такой струк­туры заняты в основном производственной деятельностью, верх­ние - информационной. Даже здесь трудно провести грань между этими двумя видами деятельности, но еще сложней обстоит дело в научно-исследовательской организации. Тем не менее в любой организационной системе верхние уровни ее иерархии заняты в первую очередь информационной деятельностью, что позволяет говорить о ее организационном обособлении.

Информация используется для управления, но и сама она подвержена управляющим воздействиям. Основная цель этих воздействий - поддержка информационных потоков и магистралей, способствующих достижению поставленных целей при ограниченных материально-энергетических, информационно-организационных, пространственно-временных ресурсах.

Во многих областях и в системном анализе важное значение имеет понятие "информационная система" (ИС). Такая система отождествляется часто с некоторой системой поддержки (автоматизации) интеллектуальных работ, в частности, поиска информации, администрирования, экспертизы, принятия решений, управления, распознавания, накопления знаний, обучения и др.

Информационной системой (ИС) называется система, предназначенная 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. ввод, обработку, хранение, поиск, вывод и распрост­ранение информации (рис. 2.2).

Рис 2.2. Информационная структура СИОБ

Информационная система -система, в которой ее элементы, цель, ресурсы, структура (организация) рассматриваются, в основном, на информационном уровне.

Информационная среда - это среда (т.е. система и ее окружение) из взаимодействующих информационных систем, включая и информацию, актуализируемую в этих системах.

Информационную систему в соответствии с общей теорией систем 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 с указанием роли и места ИС как подсистемы более общей системы. Такое рас­смотрение обеспечивает ее «целостность» и «единство».

ИС - это взаимосвязанная совокупность элементов ввода, обработки, переработки, хранения, поиска, вывода и распростра­нения информации. Цель функционирования этой совокупности элементов состоит в информационном обеспечении эффектив­ной деятельности организационной системы, подсистемой кото­рой она является. Рисунок 2.2 иллюстрирует роль ИС в СИОБ. 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 информационные си­стемы, автоматизированные системы управления (АСУ) организа­ционно обособлены. 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 информационных систем, АСУ 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 - информацион­ного обмена. Для достижения общей цели системы существенно взаимодействие ее элементов. Если этого взаимодействия нет, то нет и системы. Однако потребители организационно не принад­лежат к этим системам. Как можно эффективно управлять функ­ционированием системы, имеющей элементы, организационно не принадлежащие к ней? Ответ может быть только один: следует рассматривать эти элементы как элементы внешней среды. То же можно сказать и в отношении поставщиков информации.

Исключая из ИС потребителей и поставщиков информа­ции, получаем возможность четко сформулировать ее цели, зада­чи и критерии качества функционирования. В соответствии с введенным определением внутренними источниками и потреби­телями ИС являются те, которые входят в состав элементов данной системы информационного обмена, т. е. системы более высо­кого уровня, по отношению к которой ИС является подсистемой. Элементы среды, внешней по отношению к данной системе обме­на, являются внешними источниками и потребителями информа­ции. Такое определение в максимальной степени соответствует сложившейся практике.

Вернемся к рис. 2.1. Взаимодействие ученых и специалис­тов с информационной точки зрения можно представить в виде некоторой сети информационного обмена (рис. 2.3), осуществля­емого по следующим каналам: непосредственный обмен инфор­мацией в процессе решения задачи производственной или иной деятельности (канал 3-3); обмен результатами основной дея­тельности (канал 4-2), обмен информацией посредством некото­рой информационной системы (канал 5-1).

Приведенная схема соответствует замкнутой системе ин­формационного обмена, включающей два организационных эле­мента основной деятельности (два ученых, два института или два предприятия и т. д.). Аналогичная сеть соответствует любой замкнутой системе с произвольным числом организационных элементов основной деятельности.

Открытым и закрытым системам информационного обме­на соответствуют аналогичные сети с однонаправленными связя­ми. Например, если А - открытая, а Б - закрытая подсистемы, то отсутствуют связи 5Б-1А, 4Б-2А, ЗБ-ЗА. Сеть информационного обмена открытых систем отличается от сети обмена замкнутых систем наличием связи элементов 1 и 5 с внешней средой.

Рассмотрим сети информационного обмена замкнутой сис­темы. Обмен информацией по каналам 4-2 и 3-3 осуществляют сами потребители - поставщики информации путем непосредст­венного обмена либо через информационные системы индивиду­альной коммуникации и связи, т. е. по почте, телефону, телеграфу, телетайпу. Обмен по каналам 5-1 происходит через информацион­ные системы массового информационного обслуживания, инфор­мационно-справочные системы, информационные системы управ­ления. Причем эти системы могут брать на себя все или часть функций (1, 2, 4, 5) информационной деятельности (см. рис. 2.1).

Рис 2.3. Каналы информационного обмена СИОБ

Задачи и функции И С. При организационном обо­соблении ИС может решать две группы задач. Первая группа свя­зана с информационным обеспечением основной деятельности (этапы 1 и 5, см рис. 2.1): 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 связана с обработкой полученной информации/данных в соответствии с теми или иными алгоритмами или программами с целью подго­товить решение 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 подобных 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 выполняются самими субъек­тами основной деятельности. Однако существует определенный спектр задач второй группы любой из сфер основной деятельнос­ти, решение которых целесообразно возлагать на ИС. Задачи пер­вой группы - это информатизация общества «вширь». Задачи второй группы - задачи информатизации общества «вглубь».

Для решения поставленных задач ИС должна выполнить следующие функции:

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

- ввода информации в ИС;

- хранения информации в памяти ИС, ее актуализации и поддержания целостности;

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

9. Типология и классификация информационных систем, определения: автоматизированные, автоматические, интегрированные, детерминированные, стохастические, организованные, динамические системы. (Тема 2, стр. 19-23).

2.4. Типология ИС

Говоря об ИС, всегда необходимо иметь в виду, что ИС не существует сама по себе. Она является подсистемой более общей системы - системы информационного обмена.

Любая информационная система имеет следующие типы основных подсистем:

– подсистема информационного обеспечения (данных);

– подсистема интеллектуального обеспечения (информации, знаний);

– подсистема технического обеспечения (аппаратуры);

– подсистема технологического обеспечения (технологии);

– подсистема коммуникативного обеспечения (интерфейса);

– подсистема анализа и проектирования;

– подсистема оценки адекватности и качества, верификации;

Необходимой составляющей ИС как системы является подсистема управления, обеспечивающая ее эффективное функ­ционирование (необходимое разнообразие, объем и качество вы­ходных информационных продуктов) и представляющая, в свою очередь, подсистему системы управления СИОБ (см. рис. 2.2).

Почти бесконечное многообразие организационных систем порождает огромное разнообразие ИС как их подсистем. Более того, как было сказано ранее, в реальных условиях ИС, помимо функций этапов 1 и 5 (см. рис. 2.1), берут на себя часть функций этапов 2 и 4 и этапа 3. Это приводит к еще большему разнообра­зию ИС и не позволяет провести в общем случае грань между ос­новной и информационной деятельностью ОС. Это отражено в на рис. 2.3 таким образом: здесь указана не собственно основная деятельность (этап 3) и не обобщенная основная деятельность (ООД) (этапы 2, 3, 4), а основная деятельность. Имеется в виду, что часть функций ООД выполняет ИС.

Еще сложнее обстоит дело, когда речь идет об автоматизи­рованных или автоматических ИС.

Автоматизированными ИС (АИС) называют ИС, выполне­ние отдельных функций которых автоматизировано (с помощью электронной или любой иной техники).

Степень автоматизации может быть разной. Наиболее лег­ко автоматизируются функции этапов 1 и 5 (см. рис. 2.1.). Более сложна автоматизация функций этапов 2 и 4 (см. рис. 2.1.), по­скольку такая автоматизация может потребовать алгоритмиза­ции и/или моделирования некоторых составляющих и/или ас­пектов ОД.

Автоматические ИС (АВИС) - это такие ИС, все функ­ции в которых выполняются автоматически. В настоящее вре­мя большей степенью автоматизации отличаются ИС техни­ческих систем и технологических процессов. В организа­ционных системах, имеющих дело с неструктурируемыми проблемами, высокие уровни автоматизации ИС пока еще не­достижимы.

Из сказанного следует, что классификация ИС в современ­ных условиях почти невозможна. Более целесообразно говорить о типологии ИС, характеризуя тип системы множеством сущест­венных параметров, определяющих место конкретной ИС в мно­жестве существующих и потенциально возможных ИС. Исходя из определения ИС как информационной системы, обеспечиваю­щей функционирование СИОБ, а также из рассмотрения специ­фических особенностей в составе и структуре ИС, изложенных в предыдущем разделе, целесообразно рассматривать следующие существенные параметры ИС:

А - масштаб (определяется масштабом СИОБ);

В - область/отрасль обслуживаемой СИОБ;

С - характер решаемых задач;

D - совокупность выполняемых функций;

Е - степень автоматизации функций;

К - характер (степень структурируемости) обрабатывае­мой информации;

М - вид информации.

A. С точки зрения масштаба можно рассматривать ИС: все­мирные, международные, республиканские, региональные, отрас­левые, объединений, предприятий, подразделений.

B. По отрасли/области деятельности существуют ИС: медицины, транспорта, связи, строительства, отраслей промы­шленности, межотраслевые ИС, ИС комплексных проблем, за­дач и т. д.

В настоящее время в мире существуют ИС всех перечис­ленных в А и В видов. В последние годы очень активно развива­ются проблемно-ориентированные ИС (ПОИС).

C. С точки зрения характера задач, решаемых ИС, можно выделить:

С.1. ИС информационного обеспечения и сопровождения основной деятельности.

С.2. ИС информационного обеспечения и сопровождения управления основной деятельностью.

С.З. ИС информационного обеспечения и сопровождения основной деятельности и управления основной деятельностью.

К ИС типа С.2. относится огромное разнообразие автома­тизированных систем управления (АСУ), автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), си­стем обеспечения принятия решений (СОПР),

ИС типа С.1. составляют широкий спектр систем экономи­ческой, правовой и другой информации.

ИС типа С.З. - интегрированные ИС, решающие одновре­менно задачи управления и информационного обеспечения ОД. Такие ИС стали развиваться лишь в последние годы. Сложность создания интегрированных ИС (ИИС) связана с большими труд­ностями объединения ИС типов С.1. и С.2. Они базируются на достаточно различающихся технологиях обработки, хранения и поиска информации.

D. С точки зрения совокупности функций, выполняемых ИС, можно рассматривать огромное разнообразие ИС. Как уже было отмечено, обособление функций основной и информацион­ной деятельности определяется большими трудностями. Сущест­вующие ИС в основном берут на себя выполнение функций эта­пов 1 и 5 (см. рис. 2.1). Однако имеются ИС, выполняющие часть функций этапов 2 и 4. С учетом современного состояния и тен­денций развития информатики с точки зрения функций ИС це­лесообразно выделить следующие типы ИС.

D.1. Системы справочно-информационного обеспечения, выполняющие функции собственно информационной деятельно­сти (этапов 1 и 5; см. рис. 2.1.), т. е. сбор и приобретение информа­ции, обработка, поиск, хранение, издание, распространение. Сре­ди ИС этого типа существует определенная специализация по следующим функциям:

- подготовки и издания первичной информации (издатель­ства, РИО, статистические бюро, пункты сбора и накопления ин­формации и т. д.);

- обработки первичной информации с целью подготовить вторичную информацию или метаинформацию (генераторы баз данных, реферативные издательства и т. д.);

- обработки, хранения и поиска вторичной информации для информационного обслуживания (системы информационного обслуживания и т. д.);

- хранения и выдачи первичной информации (библиотеки, клиринхаузы и т. д.).

D.2. Системы информационного сопровождения ОД, бе­рущие на себя, помимо функций этапов 1 и 5, часть функций этапов 2 и 4, т. е. функций обобщенной основной деятельности (подготовка аналитических и тематических справок и обзоров, информационный анализ и синтез, анализ тенденций развития, оценка качества и технического уровня изделий, построение и анализ информационных моделей, подготовка вариантов реше­ний и т. д.).

К данному типу ИС относятся системы обеспечения при­нятия решений и системы автоматизации проектирования.

Системы данного типа выполняют математическую, логи­ческую и даже интеллектуальную (содержательную) переработ­ку информации. С этой точки зрения их можно назвать информа­ционно-логическими ИС.

В литературе часто встречаются такие понятия, как инфор­мационно-справочные системы (ИСИ), информационно-совету­ющие системы (ИСС), информационно-управляющие системы (ИУС), экспертные системы (ЭС).

Информационно-справочные системы определяют как сис­темы, которые могут выдавать только ту информацию, которая заранее в них введена. Информационно-советующими и инфор­мационно-управляющими системами называют системы, способ­ные выдавать новую информацию, являющуюся результатом пе­реработки входной информации.

В рамках введенной типологии информационно-справоч­ные системы относятся к ИС типа DA, в то время как ИСС и ИУС к типу D.2.

Е. По степени автоматизации функций целесообразно рас­сматривать ИС трех типов - неавтоматизированные; автоматизи­рованные; автоматические.

К. Характер обрабатываемой информации на современном этапе значительно влияет на идеологию построения и функцио­нирования ИС. Состав и характер перерабатываемой информа­ции предъявляет жесткие требования к аппарату ее описания, ор­ганизации и поиска. Существенные различия в аппарате описа­ния, организации и поиска информации реальных ИС приводят к необходимости различать:

- документальные (текстовые) (слабоструктурируемая ин­формация);

- фактографические (жесткоструктурируемая информация);

- документально-фактографические.

М. По видам обрабатываемой информации можно рассмат­ривать И С разнообразных типов. Наиболее распространено вы­деление ИС двух типов - ИС публикуемой информации и ИС непубликуемой информации.

Данная типология не претендует на абсолютную полноту и детальность. Это не классификация ИС, а скорее верхний уровень тезауруса информационных систем, с помощью которого как бы на языке дескрипторного ИПЯ может быть описа­на любая ИС.

Ясно, что для описания конкретных ИС (особенно неболь­ших) может потребоваться большее число параметров и/или более глубокая их детализация.