1.2. Цели, функции и структура ис

Приведенное выше толкование понятия «Информационная система», в полной мере раскрывает и основное назначение ИС - это информационное обеспечение пользователя, предоставление ему необходимых сведений по заданной предметной области. При этом использование АИС в различных сферах деятельности может осуществляться одним из двух способов.

Первый способ – это автономное функционирование системы, при котором АИС не входят в состав других систем и используется самостоятельно. Примером здесь могут служить такие АИС, как документальные (библиотечные) информационно-поисковые системы, предоставляющие пользователю по его запросу перечень документов в интересующей его области. К этой же группе относятся и системы резервирования авиа- и железнодорожных билетов типа "Сирена" и "Экспресс", в которых ответом на запрос пассажира является документ в виде билета либо сообщение об отсутствии свободных мест.

Второй способ состоит в использовании АИС в качестве составной части другой автоматизированной системы. В этом случае выходные данные могут применяться не только конечными пользователями, но и другими компонентами этой автоматизированной системы с целью дальнейшей обработки и применения в производственном процессе. Так, в обучающих системах АИС содержит изучаемый материал, набор вопросов, задач и ответов, в САПР - нормативно-справочную информацию, сведения о ГОСТах и другие данные, в АСУ - всю информацию, необходимую для управления предприятием, т.е. для анализа, оценки, прогнозирования, выработки решений, планирования, контроля исполнения.

Все это свидетельствует о том, что функции информационной системы существенным образом зависят от того, каким образом функционирует ИС. Вместе с тем ряд функций характерны для любой ИС. Среди них следующие:

• накопление информации (данных и/или документов);

• хранение информации;

• поиск информации;

• выдача данных.

Структуру информационных систем составляют обязательные и необязательные компоненты (рис. 1). К обязательным компонентам относятся: аппаратное и программное обеспечение. Следует заметить, что их состав во многом зависит от спектра решаемых информационных задач.

Так для некоторых ИС необходимо специализированное аппаратное обеспечение для ввода данных в базу. К ним, в частности, относятся ИС, данные для которых поступают с датчиков или других устройств. Для некоторых ИС требуется дополнительное оборудование для вывода информации по запросу пользователя (например, аппаратура для фотовывода).

СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

НЕОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Рис. 1.Структура информационных систем

Таким образом, аппаратное обеспечение ИС наряду со средствами вычислительной техники может включать средства связи (средства передачи данных), специальные устройства ввода и вывода и отображения информации (например, средства оперативной полиграфии), автоматизированные хранилища данных на разнообразных носителях, включая, в частности, микрофотоносители.

К программному обеспечению ИС относят широкий спектр программ, благодаря которым возможно ее функционирование. Последнее предопределяет, что программные средства, под управлением которых работает вычислительная техника (в частности, операционная система) также являются составной частью данного компонента. Таким образом, в зависимости от особенности реализуемых функций программное обеспечение (кроме операционной системы) может еще включать:

• систему управления базами данных или транслятор языка программирования (или среду разработки приложений);

• программные средства, реализующие функции массового вода данных;

• программные средства размещения данных во внешней (долговременной) памяти;

• средства коррекции и модификации данных;

• средства доступа к данным для обслуживания запросов;

• протоколы телеобработки данных;

• программные средства реализации санкционированного доступа, включая программы идентификации и аутентификации пользователей;

• системный журнал;

• средства реализации защиты программ и данных от сбоев и некорректной работы пользователей и персонала;

• средства защиты программ и данных от несанкционированного доступа и др.

Следует заметить, что перечисленные виды программных средств используются для любых ИС. Системы, реализующие специфические функции и использующие специфическое оборудование ориентированы на использования и соответствующего программного обеспечения. В качестве примера можно привести ИС, база данных которой включает сведения о личности (паспортные данные, номер страхового свидетельства государственного пенсионного страхования, идентификационный номер налогоплательщика и пр.). Сведения подобного рода целесообразно вводить непосредственно с документов, в частности на основе их сканирования. Здесь, как видим, кроме такого устройства, как сканер, потребуется не только программа распознавания текста, но и программное средство, обеспечивающее преобразование текстовой информации в формат базы данных, а также занесение соответствующих данных в базу.

Лингвистическое обеспечение до сих пор относится к необязательным компонентам ИС только потому, что сегодня не стоит жесткого требования функционирования ИС на естественном языке. Именно для повышения уровня коммуникативности ИС до естественной требуется соответствующее аппаратное и программное обеспечение. Очевидно, аппаратная часть лингвистического обеспечения может предполагать наличие микрофонов, видеокамер и т.п., а программная часть – соответственно программ распознавания звука и образов и программ преобразования этих данных к формату данных, хранимых в ИС.

В современных ИС лингвистическое обеспечение используется для таких систем, где в качестве базы данных выступают хранилища текстов документов, статей, книг и пр. (иногда такие системы называют полнотекстовыми). В таких системах пользователю предоставляется возможность формулировать запрос на естественном языке. Здесь возникает серьезная задача определения соответствия между смыслом запроса и содержанием выдаваемых документов. Именно лингвистическое обеспечение призвано решать подобные задачи. Одной из его функций является формализация смыслового содержания текста, представленного на естественном языке, что в дальнейшем используется для автоматизации его обработки. Формализация может идти на основе различных технологий: технологии индексирования, рубрицирования, технологии построения библиографических указателей и др.

Суть технологии индексирования заключается в том, что для текста создается его поисковый образ, который строится на основе выделения из текста ключевых слов и словосочетаний (дескрипторов). Формализация запроса пользователя идет аналогичным образом, в результате чего появляется поисковый образ запроса. Поиск смыслового соответствия между поисковым образом документа и поисковым образом запроса – задача лингвистического обеспечения.

Специалисты [35] выделяют три основных критерия смыслового соответствия: прямой, обратный и П – критерий.

В соответствии с прямым критерием реализуются запросы, которые называют видовыми. Фактически при его реализации необходимо выполнение следующих требований:

• все дескрипторы запроса должны входить в дескрипторы документа;

• дескрипторы запроса совпадают с дескрипторами документа с точностью до базисных отношений.

Формальное описание прямого критерия смыслового соответствия будет выглядеть следующим образом:

N_д  N_з ,

где N_д – множество объектов, которые, согласно языковым нормам, соответствуют теме отдельного поискового образа документа;

N_з – множество объектов, которые соответствуют теме запроса.

Обратный критерий смыслового соответствия позволяет реализовывать так называемые родовые запросы. Фактически выполнение данного критерия предопределяет, что на запрос, относящейся к некоторой теме, выдаются документы, являющиеся родовыми по отношению к ней.

Формальное описание обратного критерия смыслового соответствия будет выглядеть следующим образом:

N_д  N_з

Иногда пользователю необходимо найти документы, которые достаточно близки к исходной теме и в смысле более высокой общности содержимого, и в смысле более конкретных сведений по заданной теме. Такая информационная потребность будет реализована на основе третьего критерия смыслового соответствия - П – критерия. При этом пересечение множество дискрипторов, составляющих поисковый образ документа, с множеством дискрипторов, составляющих поисковый образ запроса, будет непустым. Одновременно первое не является подмножеством второго и наоборот.

Формальное описание П – критерия смыслового соответствия выглядит следующим образом:

N_д ∩ N_з  0; N_д  N_з; N_з  N_д

Что касается рубрицирования, то данная технология применялась еще тогда, когда об автоматизированных информационных системах еще речи не шло. Суть ее заключается в присваивании документу некоторого кода (рубрики) тематической области, к которой он принадлежит. Фактически речь идет о классификаторе.

Классификатор – специальный свод классификационных группировок объектов, принципов классификации и их кодовых обозначений.

Классификация – это результат упорядоченного распределения указанных объектов заданного множества.

Роль классификаторов в ИС состоит в раскрытии смыслового содержания информации и ускорения работы системы. Результат функционирования классификаторов состоит в присвоении документу определенной совокупности терминов, отражающих его смысловое содержание.

Однако следует заметить, что автоматизация процесса рубрицирования - процедура достаточно сложная. Работа программ, обеспечивающих подобный процесс, как правило, основана либо на эвристических алгоритмах, учитывающих некоторые статистические и структурные закономерности естественных языков, либо на семантико-синтаксическом анализе текста. В последнем случае учитывается, что согласно модели "смысл-текст", существует несколько уровней представления языковой информации: орфографический, морфологический, синтаксический и семантический.

Технология построения библиографических указателей построена на том, что единицей описания и хранения при этом выступает документ. Всем известно, что документ можно найти не только по его содержанию, но и по его описанию, задав такие параметры поиска, как автор, название, издательство и пр.

В последнее время в связи с расширением функций информационных систем, роста их масштабов и уровня интеграции особое значение начинает приобретать организационно-техноло-гическое обеспечение ИС.

Именно в его функции входит организация рациональной общесистемной технологии, интеграция в единое целое (в систему) разнородных компонентов, таких как программы, аппаратура, персонал и пр. Автоматизация процессов преобразования программ и данных при переходе к новой аппаратуре, технологиям и пр. тоже тоже прерогатива организационно-технологического обеспечения. Приведем лишь один пример. Пусть имеется информационная система, функционирующая на основе достаточно большого объема хранимых данных. С течением времени и появлением новых средств хранения данных возникает задача их переноса на новые виды носителей. Очевидно, что здесь не достаточно только административных (организационных) мер. Может понадобиться как дополнительная аппаратура, так и специфическое программное обеспечение. Аналогичная ситуация может возникнуть и при изменении технологии обработки данных, необходимости использования новой СУБД или новой операционной системы. Могут потребоваться программы, обеспечивающие преобразование существующих баз данных к формату, соответствующему новым условиям.