Краткое изложение программного материала

Тема «Общая характеристика информационных процессов, систем и технологий»

Взаимосвязь информационных процессов, систем и технологий. Этапы развития ИС. Информационные технологии как основа проектирования ИС. Информационные процессы как основа функционирования ИС.

Автоматизированная информационная технология (АИТ) — системно организованная для решения задач управления совокупность методов и средств реализации операций сбора, регистрации, передачи, накопления, поиска, обработки и защиты информации на базе применения развитого программного обеспечения, используемых средств вычислительной техники и связи, а также способов, с помощью которого информация предлагается клиентам.

Все возрастающий спрос в условиях рыночных отношений на информацию и информационные услуги привел к тому, что современная технология обработки информации ориентирована на применение самого широкого спектра технических средств и прежде всего электронных вычислительных машин и средств коммуникаций. На их основе создаются вычислительные системы и сети различных конфигураций с целью не только накопления, хранения, переработки информации, но и максимального приближения терминальных устройств к рабочему месту специалиста или принимающего решения руководителя. Это явилось достижением многолетнего развития АИТ.

Появление в конце 1950-х годов ЭВМ и стремительное совершенствование их эксплуатационных возможностей создало реальные предпосылки для автоматизации управленческого труда, формирования рынка информационных продуктов и услуг. Развитие АИТ шло параллельно с появлением новых видов технических средств обработки и передачи информации, совершенствованием организационных форм использования ЭВМ и ПЭВМ, насыщением инфраструктуры новыми средствами коммуникаций.

Тема «Базовые информационные процессы»:

Извлечение информации. Транспортирование информации. Протоколы сетевого взаимодействия. Обработка и хранение информации. Представление и использование информации.

Новая информационная технология — это технология, которая основывается на применении компьютеров, активном участии пользователей (непрофессионалов в области программирования) в информационном процессе, высоком уровне дружественного пользовательского интерфейса, широком использовании пакетов прикладных программ общего и проблемного назначения, доступе пользователя к удаленным базам данных и программам благодаря вычислительным сетям ЭВМ.

По степени охвата АИТ задач управления выделяют электронную обработку данных, когда с использованием ЭВМ без пересмотра методологии и организации процессов управления ведется обработка данных с решением отдельных экономических задач, и автоматизацию управленческой деятельности. Во втором случае вычислительные средства, включая суперЭВМ и ПЭВМ, используются для комплексного решения функциональных задач, формирования регулярной отчетности и работы в информационно-справочном режиме для подготовки управленческих решений. К этой же группе могут быть отнесены АИТ поддержки принятия решений, которые предусматривают широкое использование экономико-математических методов, моделей и ППП для аналитической работы и формирования прогнозов, составления бизнес-планов, обоснованных оценок и выводов по изучаемым процессам, явлениям производственно-хозяйственной практики. К названной группе относятся и широко внедряемые в настоящее время АИТ, получившие название электронного офиса и экспертной поддержки систем принятия решений. Эти два варианта АИТ ориентированы на использование последних достижений в области интеграции новейших подходов к автоматизации работы специалистов и руководителей, создание для них наиболее благоприятных условий выполнения профессиональных функций, качественного и своевременного информационного обслуживания за счет полного автоматизированного набора управленческих процедур, реализуемых в условиях конкретного рабочего места и офиса в целом.

Тема «Архитектура информационных систем»:

Конфигурации и структуры ИС. Архитектура технологии EJB. Архитектура распределённой обработки данных. Архитектура приложений. Сервисно-ориентированная архитектура.

В некомпьютерных информационных технологиях информационные ресурсы организаций и предприятий, с одной стороны, разделены и распределены логически (по различным подразделениям, службам) и физически (находятся в различных хранилищах, картотеках, помещениях). С другой стороны, информационные ресурсы создаются и используются своей определенной частью или в целом коллективно или индивидуально. Иначе говоря, с одними и теми же документами, картотеками и прочими информационными массивами могут в рамках общего проекта или в своей части одновременно работать несколько сотрудников и подразделений.

Первоначальные подходы к созданию баз данных автоматизированных информационных систем (АИС) заключались в сосредоточении данных логически и физически в одном месте — на одной вычислительной машине. Однако такая организация информационных ресурсов чаще всего является не совсем естественной сточки зрения традиционных («бумажных») информационных технологий конкретного предприятия (организационной структуры) и при внедрении АИС происходит «ломка» привычных информационных потоков и структур. Все информационные ресурсы предприятия, организации сосредотачиваются централизованно в одном месте, что требует определенных технологических, кадровых и материальных затрат и может порождать ряд новых проблем и задач. Следует отметить, что такому подходу также способствовала и господствующая на начальном этапе автоматизации предприятий и организаций в 70-х годах тогдашняя парадигма вычислительных систем - общая мощная вычислительная машина (main frame) и групповая работа пользователей с удаленных терминалов через системы разделения времени.

Опыт внедрения автоматизированных систем управления в различных организационных структурах в 70-е—80-е гг. показал не всегда высокую эффективность подобной автоматизации, когда новые технологические информационно-управленческие подразделения (отдел автоматизации, отдел АСУ, информационная служба и т. п.) и новые электронные информационные потоки зачастую функционировали вместе с сохраняющимися традиционными организационными структурами, а также вместе с традиционными («бумажными», «телефонными») информационными потоками.

Тема «Представление данных о предметной области»:

Предметная область и способы её представления. Модели предметной области не основе бизнес-процессов. Модели предметной области на основе онтологий.

При рассмотрении структуры ИС отмечалось, что информационные технологии обеспечивают информационные процессы вне зависимости от их содержания, а функциональные подсистемы имеют четкую специализацию. Для функциональных подсистем главным является содержание информации, ее анализ и представление результатов обработки или анализа в виде, пригодном для подготовки и принятия решения.

Таким образом, экономические информационные системы отличаются от других ИС, в первую очередь, специализацией функциональных подсистем. Это находит отражение в модели предметной области.

Предметная область – некоторая совокупность реальных сущностей (объектов реальности), которые представляют интерес для пользователей системы. Для экономических информационных систем предметная область должна отображать сущности, важные для подготовки и принятия решений в управлении, экономике и бизнесе. Например, в предметную область банковской информационной системы могут входить такие сущности, как клиент, счет, платежное поручение, перевод денежных средств, бухгалтерская проводка. При рассмотрении реальных сущностей в контексте каждой конкретной информационной системы абстрагируются от их свойств, не представляющих интереса для пользователей. Так для сущности «клиент» банковской информационной системы не существенными являются такие свойства как рост и вес.

При выявлении сущностей конкретной предметной области для сокращения различных видов проводят их типизацию. В результате всё потенциальное множество сущностей предметной области разбивается на именованные группы сущностей, однородных по структуре и поведению, называемые типами сущностей. Все «экземпляры» сущностей одного типа обладают одинаковым набором свойств (атрибутов).

Свойство (атрибут) характеризует состояние сущности в любой момент времени. Атрибут является информационным отображением свойства некоторого объекта, процесса или явления.

При анализе и синтезе структуры предметной области первоначально выявляются типы сущностей, устанавливаются общие свойства всех принадлежащих им сущностей и эти свойства принимаются за свойства типа. Свойства типа «делегируются» каждому экземпляру сущностей данного типа.

Тема «Представление знаний о предметной области»:

Представление знаний и искусственный интеллект. Функциональные семантические сети. Фреймы, фреймовые сети. Логическая модель представления знаний. Искусственные нейронные сети.

Знания представляют собой совокупность сведений (у индивидуума, общества или у системы ИИ) о мире (конкретной предметной области, совокупности объектов или объекта), включающих в себя информацию о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений, правилах использования этой информации для принятия решений.

Первоначально вычислительная техника была ориентирована на обработку данных. Это было связано как с уровнем развития техники и программного обеспечения, так и со спецификой решаемых задач. Дальнейшее усложнение решаемых задач, их интеллектуализация, развитие вычислительной техники ставят задачу создания машин обработки знаний. Существенным отличием знаний от данных является их интерпретируемость. Если для интерпретации данных необходимы соответствующие программы и сами по себе они не несут содержательной информации, то знания всегда содержательны. Другой отличительной чертой знаний является наличие отношений, например, вида «тип — подтип», «элемент—множество» и т.д. Знания характеризуются наличием ситуативных связей, определяющих ситуативную совместимость отдельных событий и фактов, позволяющих устанавливать причинно-следственные связи.

В общем виде модели представления знаний могут быть условно разделены на концептуальные и эмпирические.

Концептуальная модель дает эвристический метод для решения некоторой проблемы. Метод эвристичен, поскольку концептуальное описание не дает гарантии того, что он может быть применен во всех соответствующих практических ситуациях. Концептуальная модель делает возможным распознавание проблемы, позволяет уменьшать время для ее предварительного анализа.

Практическое использование концептуальной модели влечет за собой необходимость преобразования ее в эмпирическую. Знания могут быть накоплены в виде эмпирических моделей, как правило, описательного характера. Эти модели могут варьировать от простого набора правил до полного описания того, как ЛПР решает задачу.

Модели представления знаний можно условно разделить на декларативные и процедурные.

Декларативная модель представления знаний основывается на предположении, что проблема представления некоей предметной области решается независимо от того, как эти знания потом будут использоваться. Поэтому модель как бы состоит из двух частей: статических описательных структур знаний и механизма вывода, оперирующего этими структурами и практически независимого от их содержательного наполнения. При этом в какой-то степени оказываются раздельными синтаксические и семантические аспекты знания, что является определенным достоинством указанных форм представления из-за возможности достижения их определенной универсальности.

В декларативных моделях не содержатся в явном виде описания выполняемых процедур. Эти модели представляют собой обычно множество утверждений. Предметная область представляется в виде синтаксического описания ее состояния (по возможности полного). Вывод решений основывается в основном на процедурах поиска в пространстве состояний.

Тема «Модели функционального и структурного анализа ИС»:

Информационно-логическая модель ИС. Функциональная модель ИС. Объектно-ориентированная модель ИС..

В современных информационных технологиях важное место отводится инструментальным средствам и средам разработки АИС, в частности системам разработки и сопровождения их программного обеспечения. Эти технологии и среды образуют системы, называемые CASE-системами.

Используется двоякое толкование аббревиатуры CASE, соответствующее двум направлениям использования CASE-систем. Первое из них — Computer Aided Software Engineering — переводится как автоматизированное проектирование программного обеспечения, соответствующие CASE-системы часто называют инструментальными средами разработки ПО (RAD —- Rapid Application Development). Второе — Computer Aided System Engineering — подчеркивает направленность на поддержку концептуального проектирования сложных систем, преимущественно слабоструктурированных. Такие CASE-системы часто называют системами BPR (Business Process Reengineering).

Среди систем RAD различают интегрированные комплексы инструментальных средств для автоматизации всех этапов жизненного цикла ПО (такие системы называют Workbench) и специализированные инструментальные средства для выполнения отдельных функций (Tools). Средства CASE по своему функциональному назначению принадлежат к одной из следующих групп:

1) средства программирования;

2) средства управления программным проектом;

3) средства верификации (анализа) программ;

4) средства документирования.

Взаимосвязанная совокупность методик концептуального проектирования IDEF (Integrated Definition) разработана по программе Integrated Computer-Aided Manufacturing в США. В этой совокупности имеются методики функционального, информационного и поведенческого моделирования и проектирования, в ее состав в настоящее время входят IDEF-методики, отмеченные в табл.

Таблица IDEF-методики

Название	Назначение
IDEFO	Функциональное моделирование (Function Modeling Method)
IDEF1 и IDEF1X	Информационное моделирование (Information and Data Modeling Methods)
IDEF2	Поведенческое моделирование (Simulation Modeling Method)
IDEF3	Моделирование процессов (Process Flow and Object State Description Capture Method)
IDEF4	Объектно-ориентированное проектирование (Object-Oriented Design Method)
IDEF5	Систематизации объектов приложения (Ontology Description Capture Method)
IDEF6	Использование рационального опыта проектирования (Design Rationale Capture Method)
IDEF8	Взаимодействие человека и системы (Human-System Interaction Design)
IDEF9	Учет условий и ограничений (Business Constraint Discovery)
IDEF14	Моделирование вычислительных сетей (Network Design)

Тема «Методология проектирования ИС»:

Системная инженерия как средство разработки ИС. Общая характеристика процесса проектирования ИС. Модели MRP/ERP. Модели PLM.

Исторически, методология Enterprise Requirement Planning (ERP), то есть планирование ресурсов предприятия, является результатом последовательного развития, начавшегося с концепции Material Resource Planning (MRP), обеспечивавшей планирование потребностей предприятий в материалах. Преимущества, даваемые MRP, состоят в минимизации издержек, связанных со складскими запасами сырья, комплектующих, полуфабрикатов и прочего, а также с аналогичными запасами, находящимися на различных участках непосредственно в производстве.

В основе этой концепции лежит понятие Bill Of Material (BOM), то есть спецификации изделия, которая показывает зависимость внутреннего для предприятия спроса на сырье, комплектующие, полуфабрикаты и т.д. от плана выпуска (бюджета реализации) готовой продукции. При этом очень важную роль играет фактор времени, поскольку несвоевременная доставка материалов может привести к срыву планов выпуска готовой продукции. Для того чтобы учитывать временную зависимость производственных процессов, информационной системе, поддерживающей реализацию концепции MRP на предприятии, «необходимо знать» технологию выпуска продукции (технологическую цепочку), то есть последовательность технологических операций и их продолжительность.

На основании плана выпуска продукции, BOM и технологической цепочки в MRP – системе осуществляется расчет потребностей в материалах в зависимости от конкретных сроков выполнения тех или иных технологических операций.

Однако у методологии MRP есть серьезный недостаток. При расчете потребности в материалах не учитываются загрузка и амортизация производственных мощностей, стоимость рабочей силы, потребляемой энергии и т.д. Поэтому в качестве логического развития MRP была разработана концепция Manufacturing Resource Planning (планирование производственных ресурсов), сокращенно называемая MRP II. В рамках MRP II можно уже планировать все производственные ресурсы предприятия: сырье, материалы, оборудование, людские ресурсы, все виды потребляемой энергии и пр.

Далее концепция MRP II развивалась в соответствии с тенденциями изменения рынка и порождаемыми ими новыми потребностями в управлении предприятиями. К MRP II постепенно добавлялись возможности по учету и управлению другими затратами предприятия. Так появилась концепция ERP, называемая иногда также Enterprise Resource Planning (планированием ресурсов в масштабе предприятия). В основе методологии ERP лежит принцип единого хранилища данных (repository), содержащего всю деловую информацию, накопленную организацией в процессе ведения бизнеса, включая финансовую информацию, данные, связанные с производством, управлением персоналом, или любые другие сведения. Это устраняет необходимость в передаче данных от одной информационной системы к другой и создает дополнительные возможности для анализа, моделирования и планирования. Кроме того, любая часть информации, которой располагает данная организация, становится одновременно доступной для всех работников, обладающих соответствующими полномочиями.

Начиная с середины 90-х годов, концепция ERP стала очень популярной в производственном секторе, поскольку ее использование для планирования ресурсов позволило существенно сократить время выпуска продукции, снизить уровень товарно- материальных запасов, а также улучшить обратную связь с потребителем при одновременном сокращении административного аппарата. Методология ERP позволила объединить информацию обо всех ресурсах предприятия добавляя, таким образом, к MRP II возможности управление заказами, поставками, финансами и т.д.

Методические указания (рекомендации)

Полные тексты методических указаний по дисциплине находятся в размещены на файл-сервере университета по адресу:\\University\Users\doljenko\ТИПиС