Основнi принципи проектування iнформацiйного забезпечення
План
1. Поняття iнформацiйного забезпечення iнформацiйних систем
2. Органiзацiя iнформацiйної бази
3. Види інформаційних масивів
4. Методика проектування інформаційного забезпечення
Література
1. Поняття iнформацiйного забезпечення iнформацiйних систем
Для органiзацiї iнформацiйної взаємодiї рiзноманiтних iнформацiйних систем мiж собою, а також з рiзними групами користувачiв данi потрiбно вiдповiдним чином однотипово описати в усiх системах на рiзних рiвнях, тобто вирiшити проблему їх iнформацiйної сумiсностi в найширшому розумiннi. Цього досягають створенням iнформацiйного забезпечення, пiд яким розумiють сукупнiсть форм документiв, нормативної бази та реалiзованих рiшень щодо обсягiв, розмiщення i форм iснування iнформацiї, яка використовується в iнформацiйнiй системi при її функцiонуваннi(ГОСТ 34.003-90.АС.Термины та означення).
Методичнi та iнструктивнi матерiали - це сукупнiсть державних стандартiв, галузевих керiвних методичних матерiалiв i розроблених проектних рiшень щодо створення i супроводження iнформацiйного забезпечення.
Рис. 8. Структура iнформацiйного забезпечення
Системи класифiкацiї i кодування - це перелiк описiв i систем супроводження класифiкаторiв технiко–економiчної iнформацiї на економiчному об’єктi.
Основнi принципи створення iнформацiйного забезпечення: цiлiснiсть, вiрогiднiсть, контроль, захист вiд несанкціонованого доступу , єднiсть i гнучкiсть, стандартизацiя та унiфiкацiя, адаптивнiсть, мiнiмiзацiя введення i виведення iнформацiї (однократнiсть введення iнформацiї, принцип введення - виведення тiльки змiн).
Цілісність здатнiсть даних задовольняти принцип повного узгодження, точнiсть, доступнiсть i достовiрне вiдображення реального стану об’єкта.
Існують два пiдходи до створення IБ: аналiз сутностей; синтез атрибутiв.
Аналiз сутностей спадний пiдхiд, або “згори - вниз” , який поділяє процес створення на чотири стадії:
1)моделювання уявлень користувачів;
2)об’єднання уявлень;
3)складання i аналiз моделi (схеми);
4)реальне (фiзичне) проектування.
Синтез атрибутiв зростаючий пiдхiд, або “знизу - вгору”, оскільки вiн починається iз синтезу атрибутiв найнижчого рiвня, з яких формуються сутностi та зв’язки верхнього рiвня. Виділяють чотири стадiї для цього пiдходу:
1)класифiкацiя атрибутiв;
2)композиція сутностей;
3)формування зв’язкiв;
4)графiчне уявлення.
Кожний з цих пiдходiв має свої переваги й недолiки i визначається виходячи iз потреб проектування IC. Для створення великих IC, у яких є структура, найбiльш прийнятний аналiз сутностей, для автономних невеликих IC без структури - атрибутний (локальний).
Інформаційне забезпечення не можна успiшно спроектувати без загального планування “згори - вниз” i детального проектування “знизу - вгору”. Походження двох пiдходiв, в свою чергу, не можна досягти без відповідної методики, загальні контури якої ми розглядаємо.
Вимоги до iнформацiйного забезпечення (ГОСТ 24.104-85 “Автоматизовані системи управління. Загальні вимоги”) такi:
1.Iнформацiйне забезпечення має бути достатнiм для виконання всiх функцiй IC, якi автоматизуються.
2.Для кодування iнформацiї, яка використовується тiльки в цiй IC, має бути застосованi класифiкатори , якi є у замовника IC.
3.Для кодування в IC вихiдної iнформацiї, яка використовується на вищому рiвнi, мають бути використанi класифiкатори цього рiвня, крiм спецiально обумовлених випадкiв.
4.Iнформацiйне забезпечення IC має бути сумiщене з iнформаційним забезпеченням систем, якi взаємодiють з нею, за змiстом, системою кодування, методами адресацiї, форматами даних i формами подання iнформацiї, яка отримується і видається інформаційною системою.
5.Форми документiв, якi створюються iнформацiйною системою, мають вiдповiдати вимогам стандартiв УСД чи нормативно - технiчним документам замовника IC.
6.Форми документiв i вiдеокадрiв, якi вводяться чи коригуються через термінали IC, мають бути погодженнi з вiдповiдними технiчними характеристиками термiналiв.
7.Сукупнiсть інформаційних масивiв IC має бути органiзована у виглядi бази даних на машинних носiях.
8.Форми подання вихiдної iнформацiї IC мають бути узгодженi iз замовником (користувачем) системи.
9.Термiни i скорочення, якi застосовуються у вихiдних повiдомленнях, мають бути загальноприйнятими в цiй предметнiй областi й погодженi iз замовником системи.
10.У IC мають бути передбаченi необхiднi заходи щодо контролю i оновлення даних в iнформацiйних масивах IC, оновлення масивiв пiсля вiдмови будь-яких технiчних засобiв IC, а також контролю iдентичностi однойменної iнформацiї в базах даних.
Можуть створюватись також самостiйнi iнформацiйнi засоби i вироби для конкретного користувача.
Інформаційний засiб - комплекс упорядкованої, вiдносно постiйної iнформацiї на носiях даних, якi описують параметри та характеристики заданої предметної областi застосування, i вiдповiдної документацiї, призначеної для поставки користувачевi.Інформаційний вирiб в IC- виготовлений iнформацiйний засiб, який пройшов випробування встановленого вигляду та поставляється як продукцiя виробничо-технiчного призначення для використання в IC. Наприклад: словники, довiдники пiдприємств i органiзацiй, товарiв, класифiкатори, правовi iнформацiйнi системи i т.п.
2. Органiзацiя iнформацiйної бази
Ефективне функцiонування iнформацiйної системи об’єкта можливе лише при вiдповiднiй органiзацiї iнформацiйної бази - сукупностi впорядкованої iнформацiї, яка використовується при функцiонуваннi IC i подiляється на зовнiшньо - i внутрiшньомашинну (машинну) бази (ГОСТ 34.003-90).
Зовнiшньомашинна iнформацiйна база - частина iнформацiйної бази, яка являє собою сукупнiсть повiдомлень, сигналiв i документiв, призначених для безпосереднього сприйняття людиною без застосування засобiв обчислювальної технiки.
Внутрiшньомашинна iнформацiйна база - частина iнформацiйної бази, що використовується в IC на носiях даних.
Така зовнiшньомашинна IБ має багато модифiкацiй вiд подання у виглядi повiдомлень на паперовому носiї, запитiв на екранi дисплея, мовного спiлкування з ЕОМ та ін.
Внутрiшньомашинна IБ пройшла три етапи еволюцiї.
Перший етап характеризується роз’єднаним фондом даних:
1)програми розв’язання кожної окремої задачі становили одне цiле з масивами, якi оброблялися;
2)використання будь-якого масиву для iншої задачі забезпечувалось iндивiдуально пристосуванням до форм подання даних, структур елементiв масивiв i. т. ін. ;
3)опис даних не потрiбний, оскiльки структура ранiше була вiдома;
4)коригування масивiв виконувалось iндивідуальними засобами;
5)задача розв’язувалася в пакетному режимi, користувач отримував результати винятково у виглядi машинограм i виробничих документiв через групу пiдготовки i оформлення даних.
Данi розглядаємо на трьох рiвнях, i є пряма залежнiсть логiчного рiвня програм, фiзичного та логiчного рiвня збереження.
Другий етап централiзований фонд даних.
1.Данi вiдокремленi вiд процедур їх обробки i органiзованi в бiблiотецi масивiв загального користування. Подання iнформацiї, формати елементiв даних i структура масивiв унiфiкованi i не залежать вiд конфiгурацiї пам’ятi та органiзацiї .
2.Опис даних вiдокремлено як вiд програм, так i вiд самих даних, тому данi i програми їх обробки стають значною мiрою незалежними. Це полегшує змiну структур даних i програм. Але реорганiзацiя бiблiотеки i її окремих груп компонентiв потребує змiни програми обробки.
Залишаються залежнi логiчнi рiвнi програми i збереження.
Третiй етап - організація баз даних характеризується:
1)об’єднанням не лише iнформацiї, а й апаратно програмних засобiв її поповнення, коригування i видачi користувачевi;
2)повним вiдокремленням функцiй нагромадження, ведення і реорганізації даних від функцій їх обробки. Дані коригуються поза рівнем програм користувача за допомогою власного апарату бази даних;
3)появою логічного буферу, системи управління базою даних, розв’язки між програмами користувача і базою даних;
4)можливістю оперативної реалізації довільних запитів у режимі безпосереднього зв’язку з ЕОМ;
5)високим ступенем централізації загальносистемних масивів, яка передбачає спільне використання загальних даних;
6)різноманітністю даних і поєднанням в довільні логічні структури;
7)наявністю потужного програмного забезпечення і мовних засобів.
Усі рівні незалежні.
Нині існують другий і третій етапи. Основною задачею є визначення потрібної кількості баз даних і оптимального розподілу інформації між ними з урахуванням того, що економічний об’єкт - це динамічна система, яка перебуває в постійному розвитку. Використовуючи пріоритет виробничих функцій, необхідно побудувати таку базу даних. Так , навколо поняття “Модель виробу” формуються дві оболонки: внутрішня являє конструкторську документацію, зовнішня - технологічну і управлінську інформацію (Рис. 9).
Однак виникла така проблема: визначити, чи потрібна одна база даних, чи кілька локальних, або взаємозв’язана розподілена база даних, локальні файли чи їх комбінації і т.п. При цьому враховується інформація, що використовується для реалізації багатьох функцій, особливо в оперативному режимі, активна інформація, тобто така, що використовується багаторазово.
Описуючи організацію інформаційної бази (РД 50-34, 698-90), потрібно дати опис логічної і структурної бази даних.
Документ складається з двох частин:
1)опис внутрішньомашинної інформаційної бази;
2)опис зовнішньомашинної інформаційної бази.
Рис. 9.Структура бази даних “Модель виробу”
Кожна частина складається з таких розділів:
1)логічна структура;
2)фізична структура (для зовнішньомашинної інформаційної бази);
3)організація ведення інформаційної бази.
У розділі “Логічна структура” наводять опис складу даних, їх формати і взаємозв’язки між даними.
У розділі “Фізична структура” наводять опис вибраного варіанта розміщення даних на конкретних машинних носіях даних.При описі структури внутрішньомашинної інформаційної бази наводять перелік баз даних і масивів та логічні зв’язки між ними. Для масиву інформації вказують логічну структуру масиву чи дають посилання на документ “Опис масиву інформації”.
Описуючи структуру зовнішньомашинної інформаційної бази, наводять перелік документів та інших інформаційних повідомлень, використання яких передбачено в системі, із зазначенням автоматизованих функцій, при реалізації яких формується чи використовується цей документ.
Якщо цю інформацію наведено у документах “Перелік вхідних сигналів і даних” і “Перелік вихідних сигналів”, можна посилатися на ці документи.
У розділі “Організація ведення інформаційної бази”, описуючи внутрішньомашинну базу, наводять послідовність процедур при створенні і обслуговуванні бази із зазначенням в разі потреби реґламенту виконання процедур і засобів захисту бази від руйнування і несанкціонованого доступу, а також зв’язків між масивами баз даних і масивами вхідної інформації.
Описуючи зовнішньомашинну інформаційну базу потрібно навести послідовність процедур по маршруту руху груп документів до передачі їх на обробку, а також описати маршрут руху вихідних документів.
3. Види інформаційних масивів
При організації раціонального варіанту внутрішньомашинної інформаційної бази даних, яка найбільш повно відбиває специфіку об’єкта управління, перед розробниками постають вимоги до організації масивів, які можуть бути суперечливими. До них належать:
1)повнота подання даних;
2)мінімальний склад даних;
3)мінімізація часу вибірки даних;
4)незалежність структури масивів від програмних засобів їх організації;
5)динамічність структури інформаційної бази.
Найбільш суперечливою з них є вимога повноти подання даних, мінімізація складу даних і мінімізація часу вибірки даних. Оптимальним є повне взаємне врахування всіх вимог, що випливають з процесів, які автоматизуються.
Останнім часом склалися такі основні підходи до побудови внутрішньомашинної інформаційної бази:
1)проектування масиву як відображання змісту окремого документа;
2)проектування масивів для окремих процесів управління;
3)проектування масивів для комплексів процесів управління, які реалізуються;
4)проектування бази даних;
5)проектування кількох баз даних.
Кожний з цих підходів має свої переваги і недоліки, а вибір залежить від обчислювальної техніки, яка використовується, програмних засобів і специфіки процесів, що автоматизуються.
Проектування масивів передбачає визначення їх складу, змісту структури і вибір раціонального способу їх подання в пам’яті обчислювальної системи.
Поняття складу і змісту масивів передбачає визначення оптимальної кількості масивів і переліку атрибутів (полів) , які у них містяться.
Під структурою масиву розуміємо формат записів у масиві, розмір полів і їх розміщення в машинному запису, ключові атрибути і впорядкування масиву за ними.
Вибираючи раціональний спосіб подання масиву в пам’яті визначають такий спосіб зберігання даних, за якого забезпечувалися б мінімальний обсяг пам'яті для розміщення масиву, висока швидкість пошуку даних, а також можливість збільшення і оновлення масиву. Кожний масив характеризується обсягом, способом організації, стабільністю і ступенем активності.
З точки зору використання масивів на різних етапах технологічного процесу обробки даних виділяють такі типи масивів: вхідні (первинні), основні (базові), робочі (проміжні) й вихідні (результатні).
Вхідні масиви - це проміжна ланка між первинними інформаційними повідомленнями і основними масивами. Зміст і розміщення даних у вхідному масиві аналогічні змісту і розміщенню їх у первинному інформаційному повідомленні.
Основні масиви створюються на основі вхідних, постійно зберігаються і містять основні дані про об’єкти управління і процеси виробництва. Кожний основний масив містить усю сукупність інформації, яка всебічно характеризує однорідні об’єкти і потрібна для реалізації функцій управління. За змістом ці масиви ми можемо класифікувати на такі групи: нормативні, розціночні, планово-договірні, регламентуючі, довідково-табличні й постійно-облікові.
Необхідність створення таких масивів зумовлена необхідністю забезпечення принципу одноразового формування масивів, внесення змін і усунення дублювання. Це в свою чергу призводить до різкого збільшення його розміру і ускладнення використання в процесі реалізації тих чи інших процесів, оскільки часто потрібна частина інформації основного масиву, а це вимагає створення робочих масивів.
Робочі масиви призначені для роботи програм, які реалізують розв’язання конкретних задач процесів управління і містять обмежене коло атрибутів одного чи кількох основних масивів. Робочі масиви організуються в момент розв’язання задачі і лише на час її розв’язання, після чого їх анулюють.
Вихідні масиви формуються в процесі розв’язання задачі й використовуються для модифікації основних масивів і виведення вихідних (результатних) інформаційних повідомлень.Основні масиви можуть мати вигляд локальних масивів чи організовані в базу даних (БД) під керуванням системою управління базою даних (СУБД).
Взаємозв’язок користувача з базою даних зображено на мал.10.
База даних є сукупність даних, що використовується при функціонуванні IC, організована за певними правилами, які передбачають загальні принципи опису, зберігання і маніпулювання даними і незалежна від прикладних програм (ГОСТ 24.003-84).
Система управління базами даних - це сукупність програм і мовних засобів, які призначені для управління даними в базі даних і забезпечують взаємодію її з прикладними програмами (ГОСТ 20886- 85).
Рис. 10. Взаємозв’язок користувача з базою даних
Масив даних - це конструкція даних, компоненти якої ідентичні за своїми характеристиками і є значенням функції від фіксованої кількості цілочисельних аргументів ( ГОСТ 20886- 85).
Файл - це ідентифікована сукупність примірників повністю описаного в конкретній програмі типу даних, розміщених ззовні програми в зовнішній пам’яті та доступних програмі, за допомогою спеціальних операцій (ГОСТ 20886- 85).
4. Методика проектування інформаційного забезпечення
Методика проектування інформаційного забезпечення складається з трьох етапів.
На першому етапі “Розробка рішень по інформаційній базі”: визначається склад і обсяг нормативно - довідкової інформації; розробляються пропозиції щодо вдосконалення діючого документообігу; структура бази даних; система збирання і передавання інформації, а також рішення з організації і ведення бази даних; визначається склад і характеристики вихідної і вхідної інформації (сигналів, документів, даних).
На другому етапі “Вибір номенклатури і прив’язка системи класифікації і кодування інформації»: визначається перелік типів інформаційних об’єктів, які підлягають ідентифікації в IC, перелік необхідних класифікаторів; вибираються й розробляються класифікатори інформаційних об’єктів і системи кодування; визначається система внесення змін і доповнень у класифікатори; розробляються принципи й алгоритми автоматизованого ведення класифікаторів.
На третьому етапі “Розробка рішень щодо забезпечення обміну інформацією в системі” розробляється схема інформаційного забезпечення.
Література
1.Селиванов В.А., Кучумов А.А., МТУСИ Ермакова М.В., Галанин С.Ю., Панин М.П. Концепция построения автоматизированной системы управления метрологическим обеспечением отрасли Фирма "Палитра систем", Москва, 2008г.
2.Материалы журнала "Открытые системы" №1(21), 2007 г.
3.Липаев В.В. Проектирование математического обеспечения АСУ. М.: Советское радио, 1977.
4.Положення про відділ АСУ Хмельницького обласного центру зайнятості
5.Наука управляти: з iсторii менеджменту. Хрестоматiя. Упоряд. Слепцов I.О. К. Либiдь, 1993.
6.Управление - это наука и искусство. Сборник, М.,