- •Первое определение системы. Модель чёрного ящика.
- •Сложности выявления целей
- •Второе определение системы
- •Третье определение системы.
- •Классификация систем
- •По происхождению
- •Целостность системы.
- •Анализ систем на основе функционально-структурного подхода.
- •Модель "черного ящика"
- •Модель состава системы Основные положения.
- •Теория множеств как средства отображения модели состава.
- •Отношения на множествах.
- •Операции над множествами.
- •Упорядоченное множество
- •Модель структуры системы
- •Математический аппарат, используемый для построения модели структуры системы.
- •Соответствия.
- •Классификация соответствий.
- •Графы. Теория графов. Основные определения.
- •Особые типы графов.
- •Отношения на графах.
- •Комплексные элементы графа.
- •Частные случаи графов.
- •Методы задания графов.
- •Структурная схема системы
- •Динамика системы
- •Функционирование и развитие
- •Построении динамических моделей систем.
- •Типы динамических моделей
- •Общая математическая модель динамики
- •Понятие системы управления.
- •Классификация систем в зависимости от положения системы управления.
- •Классификация систем по используемому принципу управления.
- •Работа по заданной траектории
- •Регулирование.
- •Понятие больших и сложных систем.
- •Ресурсный подход к оценки сложности и величины системы.
- •Методы анализа систем.
- •Анализ структуры системы на основе не взвешенных графов.
- •Задача нахождения циклов и цепей в графовой модели структуры системы.
- •Задача поиска цепи на не взвешенных графах.
- •Задача соединения всех элементов системы без дублирующих связей.
- •Анализа структуры системы на основе взвешенных графов.
- •Взвешенные графы.
- •Оптимизационные задачи на взвешенных графах.
- •Задача поиска наименьшего остового дерева.
- •Задача поиска цепи наименьшего веса между двумя вершинами взвешенного графа. Общая постановка задачи.
- •Методы решения задачи.
- •I)Метод направленного поиска (динамического программирования) он же алгоритм Дейкстры. (Дайкстры)
- •Методы решения задачи коммивояжера.
- •Метод ветвей и границ.
- •Исследование структуры систем с помощью потоковых моделей.
- •5.1. Комплексные характеристики сетевого графа.
- •5.2. Алгоритм расчета пропускной способности сети (величины установившегося потока).
- •Исследование переходных процессов систем на основе теории конечных автоматов.
- •Объектно-ориентированный подход к анализу и разработке систем (ооп).
- •Основные положения объектно-ориентированного подхода.
- •Основные элементы объектной модели
- •Язык uml как средство построения моделей систем на основе ооп.
- •Строительные блоки uml
- •Автомат или модель состояний.
- •Моделирование динамические связи систем на основе моделей состояний объектов.
- •Процесс обмена данными между экземплярами объектов системы.
- •Понятие обмена данными. Реализация обмена.
- •Модели состояний объектов:
- •Информация и информационные системы.
- •Определение информации
- •Информационноя система
Информационноя система
Информационная система - по законодательству РФ - организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.
Информационные системы предназначена для хранения, обработки, поиска, распространения, передачи и предоставления информации
С точки зрения системного подхода ИС это система (то есть целенаправленная совокупность ….), в которой имеют наибольшее значение информационные связи элементов.
Однако, на практике под информационной системой обычно подразумевается система, в которой в качестве одного из элементом участвуют люди или их организованные совокупности, действующие по определенным законам и правилам, использующие определенные средства представления и передачи информации.
Тогда определение ИС может быть сформулировано как организованная для достижения общей цели совокупность специалистов, средств вычислительной и другой техники, математических методов и моделей, интеллектуальных продуктов и их описаний, а также способов и порядка, взаимодействия указанных компонентов.
В некоторых случаях общую цель, стоящую перед рассматриваемой системой можно разделить на составляющие подцели, и соответственно в ИС можно выделить подсистемы, обеспечивающие достижение выявленных подцелей.
Под способом и порядком взаимодействия компонентов ИС подразумеваются информационные и другие связи между элементами ИС.
Информационные связи – это потоки передачи, информации.
Кроме информационных связей можно выделить организационные, возникающие между персоналом, задействованным в ИС, обеспечивающие достижение общей цели. (орг связи тоже информационные связи определенного типа и содержания)
Особый класс ИС, в которых достижение цели, стоящей перед системой рассматривается как результат некоторого внешнего воздействия образуют системы управления (СУ)
СУ рассматривается как совокупность объекта управления (ОУ), управляющего органа (УО) и исполнительного органа (ИО).
В зависимости от роли, выполняемой в задаче достижения цели СУ разделяется на подсистемы: управляющая подсистема (УО и ИО) и управляемая подсистема (ОУ).
На рис. представлена укрупненная структурная схема системы управления, на которой выделены входящие в нее подсистемы. В процессе функционирования этой системы управляющий орган (УО) получает осведомляющую информацию IОС о текущем состоянии объекта управления (ОУ) и входную информацию IВХ о том, в каком состоянии должен находиться объект управления. Отклонения объекта управления от заданного состояния происходят под воздействием внешних возмущений V. Результатом сравнения информации IОС и IВХ в управляющем органе является возникновение управляющей информации IУ , которая воздействует на исполнительный орган (ИО). На основе информации /у исполнительный орган вырабатывает управляющее воздействие (U), которое ликвидирует отклонение в объекте управления.
Наиболее сложным звеном в системе управления является управляющий орган. Здесь степень сложности определяется количеством выполняемых функций, т.е. управляющий орган должен уметь производить наибольшее разнообразие действий. Это естественно, так как на любое состояние объекта управления управляющий орган должен отреагировать соответствующим образом, своевременно обработав поступившую в него информацию и выработав управляющую информацию.
Для функционирования СУ необходима информация. На приведенной схеме изображены три ее потока (три информационные связи): IВХ , IОС и IУ. Информация IВХ сообщает управляющему органу о множестве возможных состояний объекта управления и управляющего органа, а также о том, в каком из состояний должен находиться объект управления при заданных внешних условиях. Информация IОС - это информация обратной связи. Понятие обратной связи является фундаментальным в теории управления. В общем случае под обратной связью понимают передачу воздействия с выхода какой-либо системы обратно на ее вход. В системах управления с ее помощью в управляющую подсистему поступает информация о текущем состоянии управляемой подсистемы. Третий информационный поток IУ - это информация, возникшая в результате обработки в управляющем органе информации IВХ , IОС и управляющая работой исполнительного органа.
Очень важным компонентом входной информации IВХ является информация о цели управления, то есть о цели системы. Если управление наилучшим образом соответствует поставленной цели, то такое управление называется оптимальным. Критерием оптимальности управления является некоторая количественно измеряемая величина, отражающая цель управления.
В зависимости от того, в какой системе (простой, сложной, большой) производится управление, различают системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные информационные системы.
Автоматическое управление осуществляется, как правило, в простых системах, в которых заранее известны описание объекта управления и алгоритм управления им. С ростом и усложнением производства объекты управления приобретают характер сложных и больших систем, имеющих большое число элементов и подсистем, связи между которыми не всегда ясны, а критерии функционирования не обладают достаточной четкостью. В этих условиях использовать результаты теории автоматического управления в полной мере не удается, и в контур управления, помимо человека - оператора ЭВМ, действующего по заданным алгоритмам, включается лицо, принимающее решения (ЛПР). Наличие ЛПР в контуре управления является отличительной чертой автоматизированных систем управления.
ЛПР, получив информацию обратной связи IОС, осведомляющую его о состоянии объекта управления (ОУ), обращается к ЭВМ (поток IВХ) имеющей определенное программное обеспечение (ПО) и вырабатывающей рекомендации к принятию решения (поток IВЫХ). На основе анализа предложенных ЭВМ альтернатив ЛПР принимает решение, которое в виде управляющей информации (IУ) поступает в исполнительный орган (ИО), переводя его в необходимое состояние. Например, министр (это ЛПР), получив информацию о состоянии отрасли (это ОУ), после обработки всей нужной информации на ЭВМ и просчета наборов вариантов поведения в сложившейся ситуации принимает решение, которое реализуется аппаратом министерства (это ИО) в управляемой отрасли производства.
Обеспечение ИС.
Подсистемы, входящие в ИС можно разделить по типам функций, которые они выполняют, обеспечивающих функционирование всей системы.
Информационное обеспечение (ИО) представляет собой совокупность проектных решений по объемам, размещению, формам организации информации, циркулирующей в АИС. Оно включает в себя совокупность показателей, справочных данных, классификаторов и кодификаторов информации, унифицированные системы документации, специально организованные для автоматического обслуживания, массивы информации на соответствующих носителях, а также персонал, обеспечивающий надежность хранения, своевременность и качество обработки информации.
Лингвистическое обеспечение (ЛО) объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц в ходе общения персонала АИС со средствами вычислительной техники. С помощью лингвистического обеспечения осуществляется общение человека с машиной. ЛО включает информационные языки для описания структурных единиц информационной базы АИС (документов, показателей, реквизитов и т.п.); языки управления и манипулирования данными информационной базы АИС; языковые средства информационно-поисковых систем; языковые средства автоматизации проектирования АИС; диалоговые языки специального назначения и другие языки: систему терминов и определений, используемых в процессе разработки и функционирования автоматизированных систем управления.
Техническое обеспечение (ТО) представляет собой комплекс технических средств (технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации, оргтехника и др.), обеспечивающих работу АИС. Центральное место среди всех технических средств занимает ПЭВМ. Структурными элементами технического обеспечения наряду с техническими средствами являются также методические и руководящие материалы, техническая документация и обслуживающий эти технические средства персонал.
Программное обеспечение (ПО) включает совокупность средств реализации на ЭВМ функций и задач АИС, а также поддержки устойчивой работы комплексов технических средств. В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программы, а также инструктивно-методические материалы по применению этих программных средств и компонент. Специальный персонал (программисты) занимается разработкой и сопровождением ПО на весь период жизненного цикла АИС.
К общесистемному программному обеспечению относятся программы, рассчитанные на широкий круг пользователей и предназначенные для организации вычислительного процесса и решений часто встречающихся задач обработки информации. Они позволяют расширить функциональные возможности ЭВМ, автоматизировать планирование очередности вычислительных работ, осуществлять контроль и управление процессом обработки данных, а также автоматизировать работу программистов. Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разрабатываемых при создании АИС конкретного функционального назначения. Оно включает пакеты прикладных программ, осуществляющих организацию данных и их обработку при решении функциональных задач.
Математическое обеспечение (МО) — это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных задач и в процессе автоматизации проектировочных работ АИС. Математическое обеспечение включает средства моделирования процессов управления, методы и средства решения типовых задач управления, методы оптимизации исследуемых управленческих процессов и принятия решений (методы многокритериальной оптимизации, математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и тд.). Техническая документация по этому виду обеспечения АИС обычно содержит следующие разделы:
описание задач,
задания по алгоритмизации,
экономико-математические модели задач,
текстовые и контрольные примеры их решения.
Организационное обеспечение (00) представляет собой комплекс документов, регламентирующих деятельность персонала АИТ в условиях функционирования АИС. В процессе решения задач управления данный вид обеспечения определяет взаимодействие работников управленческих служб и персонала АИТ с техническими средствами и между собой. Организационное обеспечение реализуется в различных методических и руководящих материалах по стадиям разработки, внедрения и эксплуатации АИС и АИТ. В частности, обязательны материалы, регламентирующие проведение предпроектного обследования, формирование технического задания и технико-экономического обоснования проекта, разработку проектных решений в процессе проектирования, выбор автоматизируемых задач, типовых проектных решений и прикладных программ (ППП), внедрение системы в эксплуатацию.
Правовое обеспечение (ПрО) представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и внедрении АИС и АИТ. Правовое обеспечение на этапе разработки АИС и АИТ включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика в процессе создания АИС и АИТ, с правовым регулированием различных отклонений в ходе этого процесса, а также обусловленные необходимостью обеспечения процесса разработки АИС и АИТ различными видами ресурсов. Правовое обеспечение на этапе функционирования АИС и АИТ включает такие пункты, как:
определение статуса АИС/АИТ в конкретных отраслях государственного управления;
правовое положение о компетенции звеньев АИС и АИТ и организации их деятельности;
права, обязанности и ответственность персонала;
порядок создания и использования информации в АИС;
процедуры регистрации, сбора, хранения, передачи и обработки информации;
порядок приобретения и использования электронно-вычислительной техники и других технических средств;
порядок создания и использования, а также авторские права на математическое и программное обеспечение.
Эргономическое обеспечение (ЭО) как совокупность методов и средств, используемых на разных этапах разработки и функционирования АИС, предназначено для создания оптимальных условий высокоэффективной и безошибочной деятельности человека в АИС, для ее быстрейшего освоения. В состав эргономического обеспечения АИС входят: комплекс различной документации, содержащей эргономические требования к рабочим местам, информационным моделям, условиям деятельности персонала, а также набор наиболее целесообразных способов реализации этих требований и осуществления эргономической экспертизы уровня их реализации; комплекс методов, учебно-методической документации и технических средств, обеспечивающих обоснование формулирования требований к уровню подготовки персонала, а также формирование системы отбора и подготовки персонала АИС; комплекс методов и методик, обеспечивающих эффективную деятельность пользователя АИС.
АИС/АИТ реализуют решение функциональных задач управления, совокупность которых составляет так называемую, функциональную часть деятельности экономического объекта как системы. Состав, порядок и принципы взаимодействия функциональных подсистем, задач и их комплексов устанавливаются исходя и с учетом достижения стоящей перед экономическим объектом цели функционирования. Основными принципами декомпозиции, то есть выделения самостоятельных функциональных подсистем комплексов задач являются: относительная самостоятельность каждой из них, т.е. наличие конкретного объекта управления; наличие соответствующего набора функций и функциональных задач с четко выраженной локальной целью функционирования; минимизация состава включенных в подсистему элементов; наличие одного или нескольких локальных критериев, способствующих оптимизации режима работы подсистемы и согласующихся с глобальным критерием оптимизации функционирования АИС и системы в целом.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Информационное обеспечение (ИО) – важнейший элемент автоматизированных информационных систем – предназначено для отражения данных, характеризующих состояние управляемого объекта и служащих основой для принятия управленческих решений.
В. теории автоматизированных систем обработки экономической информации к ИО принято относить:
системы показателей данной предметной области;
системы классификации и кодирования;
документацию;
потоки информации – варианты организации документооборота;
различные информационные массивы (файлы), хранящиеся в БД на машинных носителях.
Информационное обеспечение носит, как правило, индивидуальный характер и уникально для данного объекта автоматизации. Поэтому его обычно разрабатывает рабочая группа по внедрению АИС совместно с конечными (профессиональными) пользователями данной предметной области. При этом осуществляются следующие работы:
определяется состав показателей, необходимый для решения задач, их объемно-временные характеристики и информационные связи;
разрабатываются различные классификаторы и коды; изучается возможность использования унифицированных классификаторов;
выявляется возможность применения унифицированной систёмы документации для отражения показателёй проёкта, создаются формы новых первичных документов, приспособленных к требованиям машинной обработки данных
ведется организация информационного фонда, определяются состав базы данных и ее организация; проектируются формы вывода результатов обработки.
Создание информационного обеспечения осуществляется в тесной связи с технологией автоматизированной обработки и программным обёспёчением.
ИО разрабатывается параллельно с программным обеспечением и информационной технологией, ориентированной на конечного пользователя.