Технологическое обеспечение АИС, АИТ и АРМ в экономике
Понятие, цели, задачи ТО АИС.
Технологическое обеспечение реализует информационные процессы в автоматизированных системах организационного управления с помощью ЭВМ и других технических средств.
Разработка технологического обеспечения требует учета особенностей структуры экономических систем. Прежде всего — это сложность организационного взаимодействия, которая вызывает необходимость создания многоуровневых иерархических систем (головная фирма, филиалы) со сложными информационными связями прямого и обратного направления. В основу новой информационной технологии закладывается широкое применение компьютеров и формирование на их базе вычислительных сетей с взаимосвязанными, специализированными АРМ.
Обязательным условием функционирования АРМ является техническое обеспечение.
Основу технического обеспечения вычислительных сетей составляют средства обработки информации — вычислительные машины разных мощностей и типов. Характерной особенностью практического использования технических средств в организационно-экономическом управлении в настоящее время является переход к децентрализованной и сетевой обработке информации на базе ПЭВМ.
Информационное наполнение АРМ при определении круга пользователей и выяснении сущности решаемых ими задач осуществляет информационное обеспечение АРМ. В сфере организационного управления пользователи могут быть условно разделены на три категории: руководители, персонал руководителей и обслуживающий персонал. Разрабатываемые АРМ для разных категорий пользователей отличаются видами предоставления данных.
Обслуживающий персонал обычно имеет дело с внутренними данными организации, решает повторяющиеся задачи, пользуется, как правило, структурированной информацией.
Руководителям требуются как внутренние, так и внешние данные для реализации цели управления или принятия решения.
Если АРМ является элементом распределенной системы обработки информации, например сети, существуют дополнительные требования к организации информационной базы.
Структура базы данных должна позволять легко расчленять ее на составные фрагменты, размещаемые на отдельных АРМ, обеспечивать защиту от несанкционированного доступа к данным.
Структура базы должна обеспечивать единовременный процесс корректировки нескольких одинаковых баз, хранящихся на разных АРМ.
База должна быть минимально избыточна и одновременно удобна для архивирования данных.
Математическое обеспечение АРМ представляет собой совокупность алгоритмов, обеспечивающих формирование результатной информации. Математическое обеспечение служит основой для разработки комплекса прикладных программ.
В составе программного обеспечения (ПО) АРМ можно выделить два основных вида обеспечения, различающихся по функциям: общее (системное) и специальное (прикладное).
К общему программному обеспечению относится комплекс программ, обеспечивающий автоматизацию разработки программ и организацию экономичного вычислительного процесса на ПЭВМ.
Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ решения конкретных задач пользователя.
Рис. 4.1. Классификация программного обеспечения АРМ
Программное обеспечение позволяет усовершенствовать организацию работы АРМ с целью максимального использования его возможностей; повысить производительность и качество труда пользователя; адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной предметной области.
Пакетный, диалоговый, сетевой режимы автоматизированной обработки информации
Пользователь и компьютер могут взаимодействовать в пакетном и диалоговом режимах.
Пакетный режим был наиболее распространен при централизованной организации решения экономических задач, когда большой удельный вес занимали задачи отчетности о производственно-хозяйственной деятельности экономических объектов разного уровня управления.
Организация вычислительного процесса при пакетном режиме строится без доступа пользователя к ЭВМ. Его функции ограничиваются подготовкой исходных данных по комплексу (пакету) задач и передачей их в центр обработки, содержащий задание для ЭВМ на обработку, программы и нормативно-справочные данные. Пакет вводится в ЭВМ и реализуется в автоматическом режиме в соответствии с приоритетами задач без участия пользователя, что позволяет минимизировать время выполнения заданного набора задач. При этом работа ЭВМ может проходить в однопрограммном или многопрограммном режиме, что предпочтительнее, так как обеспечивается параллельная работа основных устройств машины. В настоящее время пакетный режим реализуется применительно к электронной почте и формирование регулярной отчетности.
Диалоговый режим взаимодействия пользователя и ЭВМ обеспечивает возможность оперативного вмешательства человека в процесс обработки информации на ЭВМ. На практике часто можно наблюдать совместное использование режимов, помогающее за счет их частных преимуществ организовать более эффективную технологию решения задач на ЭВМ.
Диалог представляет собой обмен информационными сообщениями между участниками процесса, когда прием, обработка и выдача сообщений происходят в реальном масштабе времени. Он может быть парным, когда число его участников равно двум, и множественным — при большем числе участников.
Понимание при диалоге достигается наличием единой системы языковых знаков или кодов, из которых формируются сообщения. Общие знания и умения у партнеров диалога обеспечивают эффективное понимание друг друга.
Если роли участников диалога заданы жестко, то такой диалог называется жестким. В гибком диалоге есть множество предписанных вариантов диалога, представляемых пользователю в виде меню иерархической структуры, из которого он выбирает направление решения задачи. Свободным называется диалог, позволяющий участникам общения обмениваться информацией произвольным образом.
Эксплуатационные характеристики диалоговых систем должны удовлетворять следующим требованиям:
легкая адаптация пользователя к системе;
единообразие вычислительных, логических процедур и терминологии;
снабжение пользователя справочной информацией и необходимыми инструкциями, выводимыми на экран видеотерминала или печатающее устройство с указанием моментов получения помощи от ЭВМ или необходимости проведения ответных действий;
использование кратких форм диалога;
наличие защитных средств информации в системе, реализуемых операционными системами и специальными программами.
Наиболее распространенными типами организации диалога являются меню, шаблон, команда, естественный язык.
Меню как тип диалога очень удобен для конечного пользователя. Реализация диалога типа «меню» возможна через вывод на экран видеотерминала определенных функций системы.
Выбор конкретной функции пользователем может осуществляться:
• набором на клавиатуре требуемой директивы или ее сокращенного обозначения;
• набором на клавиатуре номера необходимой функции;
• подведением курсора в строку экрана с нужной пользователю функцией;
• нажатием функциональных клавиш, запрограммированных на реализацию данной функции.
При наличии различных вариантов ответов на ввод функций пользователем в последующих шагах производится детализация, или уточнение действий.
Шаблон — это режим взаимодействия конечного пользователя и ЭВМ, на каждом шаге которого система воспринимает только синтаксически ограниченное по формату входное сообщение пользователя. Варианты ответа пользователя ограничиваются форматами, предъявляемыми ему на экране видеотерминала. Диалог может быть реализован через:
указание системой на экране дисплея формата вводимого пользователем сообщения;
резервирование места для сообщения пользователя в тексте сообщения системы на экране терминала.
Диалог «шаблон» используется для ввода данных, значения которых или понятны (например, поле для записи даты, фамилии, названия предприятия), или являются профессиональными терминами, известными пользователю по его предметной области.
Различают жесткий и свободный шаблон. Жесткий шаблон предусматривает, чтобы количество вводимых пользователем символов обязательно соответствовало числу разрядов, выделенных программой на экране дисплея. При свободном шаблоне задается предельно допустимое поле, в которое вносится конкретное значение, например фамилия работающего при формировании справочника.
Диалог типа «команда» инициируется пользователем. При этом выполняется одна из допустимых на данном шаге диалога команд пользователя. Их перечень отсутствует на экране, но легко вызывается на экран с помощью специальной директивы или функциональной клавиши (обычно F1). При вводе ошибочной команды выдается сообщение об ошибке.
Естественный язык — это тип диалога, при котором запрос и ответ со стороны пользователя ведется на языке, близком к естественному. Пользователь свободно формулирует задачу, но с набором установленных программной средой слов, фраз и синтаксиса языка. Система может уточнять формулировку пользователя. Разновидностью диалога является речевое общение с системой.
Обычно при решении экономических задач используется сочетание нескольких типов диалога.
Сетевой режим
Сеть — это совокупность программных, технических и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных ресурсов.
Сеть позволяет:
построить распределенные хранилища информации (базы данных);
расширить перечень решаемых задач по обработке информации;
повысить надежность информационной системы за счет дублирования работы ПК;
создать новые виды сервисного обслуживания, например электронную почту;
снизить стоимость обработки информации.
К сетям применимо понятие «архитектура», под которой понимается конструирование сложных объединений ПК, предоставляющих пользователям широкий набор различных информационных ресурсов. Архитектура сетей имеет набор характеристик.
Открытость. Заключается в обеспечении возможности подключения в контур сети любых типов современных ПК.
Ресурсы. Значимость и ценность сети должны определяться набором хранимых в ней знаний, данных и способностью технических средств оперативно их представлять либо обрабатывать.
Надежность. Обеспечение высокого показателя «наработки на отказ» за счет оперативных сообщений об аварийном режиме, тестирования, программно-логического контроля и дублирования техники.
Динамичность. Заключается в минимизации времени отклика сети на запрос пользователя.
Интерфейс. Предполагается, что сеть обеспечивает широкий набор сервисных функций по обслуживанию пользователя и предоставлению ему запрашиваемых информационных ресурсов.
Автономность. Понимается как возможность независимой работы сетей различных уровней.
Коммуникации. К ним предъявляются особые требования, связанные с обеспечением четкого взаимодействия ПК по любой принятой пользователем конфигурации сети. Сеть обеспечивает защиту данных от несанкционированного доступа, автоматическое восстановление работоспособности при аварийных сбоях, высокую достоверность передаваемой информации и вычислительных процедур.
Важнейшей характеристикой сети является топология, определяемая структурой соединения ПК в сети. Существует несколько топологических структур сетей: шинная, звездообразная, древовидная, кольцевая и многосвязная.
Для описания взаимодействия компонентов в сети используются протоколы и интерфейсы.
Протокол в информационной сети — это документ, однозначно определяющий правила взаимодействия одноименных уровней работающих друг с другом абонентов. Этот документ определяет список команд, которыми могут обмениваться программы, порядок передачи команд, правила взаимной проверки, размеры передаваемых блоков данных и т. д.
Многообразие сетевых технологий вызывает необходимость их классификации по каким-либо ключевым признакам.
Таблица 4.1. Классификация сетевых технологии
Интегрированные технологии в распределенных системах обработки данных
В распределенных системах используются три интегрированные технологии.
Технология «клиент — сервер».
Технология совместного использования ресурсов в рамках глобальных сетей.
Технология универсального пользовательского общения в виде электронной почты.
Основная форма взаимодействия ПК в сети — это «клиент -сервер». Обычно один ПК в сети располагает информационно-вычислительными ресурсами (такими, как процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, база данных), а другие ПК пользуются ими.
Компьютер, управляющий тем или иным ресурсом, принято называть сервером этого ресурса, а компьютер, желающий им воспользоваться, — клиентом.
Если ресурсом являются базы данных, то говорят о сервере баз данных, назначение которого обслуживать запросы клиентов, связанные с обработкой данных; если ресурс — файловая система, то говорят о файловом сервере или файл-сервере.
Реализация технологии «клиент — сервер» в конкретных программных продуктах существенно различается.
Один из основных принципов технологии «клиент — сервер», заключается в разделении операций обработки данных на три группы, имеющие различную природу.
Первая группа — это ввод и отображение данных.
Вторая группа объединяет прикладные операции обработки данных, характерные для решения задач данной предметной области.
К третьей группе относятся операции хранения и управления данными (базами данных или файловыми системами).
Банк и база данных, расположенные на одном компьютере, называются ЛОКАЛЬНЫМИ. а на нескольких соединенных сетями ПЭВМ называются РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ. Распределенные банки и базы данных более гибки и адаптивны, менее чувствительны к выходу из строя оборудования.
Назначение локальных баз и банков данных в организации более простого и дешевого способа информационного обслуживания пользователей при работе с небольшими объемами данных и решении несложных задач.
Локальные базы данных эффективны при работе одного или нескольких пользователей, когда имеется возможность согласования их деятельности административным путем. Такие системы просты и надежны за счет своей локальности и организационной независимости.
Назначение распределенных баз и банков данных состоит в предоставлении более гибких форм обслуживания множеству удаленных пользователей при работе со значительными объемами информации в условиях географической или структурной разобщенности. Распределенные системы баз и банков данных обеспечивают широкие возможности по управлению сложных многоуровневых и многозвенных объектов и процессов.
Распределенная обработка данных позволяет разместить базу данных (или несколько баз) в различных узлах компьютерной сети.
Объективная необходимость распределенной формы организации данных обусловлена требованиями, предъявляемыми конечными пользователями:
централизованное управление рассредоточенными информационными ресурсами;
повышение эффективности управления базами и банками данных и уменьшение времени доступа к информации;
поддержка целостности, непротиворечивости и защиты данных;
обеспечение приемлемого уровня в соотношении «цена – производительность – надежность».
Распределенная система баз данных (или частей базы) позволяет в широких возможностях варьировать и поддерживать информационные ресурсы, избегая узких мест, сдерживающих производительность пользователя, и добиваться максимальной эффективности использования информационных ресурсов
В распределенных системах баз и банков данных, которые являются средством автоматизации крупных организаций, появляются новые проблемы. Увеличение числа пользователей, расширение географических размеров системы, увеличение физических узлов сети усложняет администрирование. Создается угроза рассогласования данных, хранящихся в различных частях системы. Возникает ПРОБЛЕМА ЦЕЛОСТНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ДАННЫХ, которая решается совокупностью средств, методов и мероприятий.
Одним из средств управления распределенными базами и банками данных является тиражирование данных. ТИРАЖИРОВАНИЕ представляет собой перенос изменений объектов исходной базы данных в базы данных (или ее части ), находящиеся в различных узлах распределенной системы.
Организация работы с распределенной системой данных и их безопасность требуют разграничения доступа пользователей к данным, что усложняет администрирование в сложных системах. Многоуровневый иерархический подход обеспечивает наиболее полное и удобное управление доступом.
Быстрое развитие информационных потребностей прикладных систем требует разнообразных подходов к созданию сложных и простых баз данных различной сложности. Сложность базы определяется объемами и структурой информатизации, разнообразием ее видов, множественностью связей между файлами, требованиями к производительности и надежности.
Организация данных в базе требует предварительного моделирования, т.е. построения логической модели данных. Главное назначение ЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДАННЫХ – систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей. Построение логической модели ведется по этапам с постепенным приближением к оптимальному варианту в рамках конкретных условий.
ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ имеет структуру в виде дерева и выражает вертикальные связи подчинения нижнего уровня высшему. Это облегчает доступ к необходимой информации, но только при условии, что все запросы имеют древовидную структуру.
СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ является более сложной и отличается от иерархической модели наличием горизонтальных связей. Направления этих связей не являются однозначными, что усложняет модель и СУБД.
РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ представляется в виде совокупности таблиц, над которыми выполняются операции, формулируемые в терминах реляционной алгебры. Достоинством модели является сравнительная простота инструментальных средств ее поддержки, недостатком – жесткость структуры данных и зависимость скорости работы от размера базы данных.
Привязку логической модели к программным и техническим средствам называют ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛЬЮ БАЗЫ ДАННЫХ. Она и дает конечное материализованное воплощение процессов создания базы данных.