СДАЛ / ИСЭ Информационные системы в экономике / Уч_пособия / ИС_МФЮА

					Информационная система
	Функциональные					Обеспечивающие				Организационные
	подсистемы					подсистемы				подсистемы
	Научно-техническая					Информационное				Кадровое
	Информационная					обеспечение				обеспечение
	поддержка
						Техническое				Эргономическое
						обеспечение				обеспечение
	Бизнес-планирование
						Программное				Правовое
						обеспечение				обеспечение
	Оперативное
	управление
						Математическое				Организационное
						обеспечение				обеспечение
	Финансовый
	менеджмент
						Лингвистическое
						обеспечение
	Бухгалтерский учет
						Прочие
	Прочие

Рис. 2.1. Организационно-функциональный состав ИС

Функциональные подсистемы ИС реализуют и поддерживают модели, методы и алгоритмы получения управляющей информации. Состав функциональных подсистем зависит от предметной области использования ИС. Их назначение достаточно очевидно. Отметим только, что подсистема научно-технической подготовки отвечает за выполнение научно-исследовательских (в том числе маркетинговых) работ, конструкторскую и технологическую подготовку производства.

Состав обеспечивающих систем достаточно стабилен и по большей части мало зависит от предметной области использования ИС. Отметим следующие компоненты:

−Программное обеспечение – совокупность программ регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач, и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе.

−Математическое обеспечение – совокупность методов, моделей

иалгоритмов обработки информации, используемых в системе.

−Лингвистическое обеспечение – совокупность языковых средств. Обычно включает комплекс языков, отражающий многоуровневость представления информации в АИС, и в том числе язык запросов и отче-

тов, обеспечивающий удобство работы конечному пользователю, специальные языки определения и управления данными, обеспечивающие адекватность внутреннего представления и согласование внутреннего и внешнего представлений. В наибольшей степени определяется особенностями предметной области.

Организационные подсистемы также относятся к обеспечивающим подсистемам, но направлены в первую очередь на обеспечение эффективной работы персонала и поэтому могут быть выделены отдельно.

Отметим, что разработка ИС должна начинаться именно с создания организационного обеспечения: экономического обоснования целесообразности системы, состава экономических показателей, определяющих ее деятельность, состава функциональных подсистем, организационной структуры управления, технологических схем преобразования информации, порядка проведения работ и т.д.

2.2. Информационные компоненты в системах управления

Управление – это процесс обработки информации, направленный на достижение определенной цели. С другой стороны, управление – это функция системы, обеспечивающая либо сохранение ее основных свойств, либо ее развитие в заданном направлении. Управление осуществляется для достижения определенной цели, вполне конкретной для каждого отдельного объекта управления и связанной с состояниями объекта и среды, в которой он находится. Обобщенная схема информационных потоков и место ИС в процессе управления представлены на рис. 2.2.

Для исследования характера взаимодействия управляемого процесса и информационной системы через определение структуры и характера информационных потоков между ними будем рассматривать эти элементы с позиции системного подхода, принимая, что «…система представляет собой отражение материального образования с точки зрения единства его поведения и строения, обусловленность поведения этого целого определяется спецификой внутреннего строения, спецификой его элементов и особенностями взаимодействия между ними. Т.е., система это такое строение, которое осуществляет преобразование причинных воздействий из окружающей среды и изнутри системы в соответствующие изменения объекта как целого» [Смирнов1978]. Здесь понятие «поведение» отражает связь изменений в окружающей среде и/или самой системе с внешними или внутренними причинными воздействиями, вызвавшими эти изменения, а «строение» системы, как противоположное свойство, определяется единством множества элементов и структуры, осуществляющей их интеграцию в целостное образование.

Внешняя управляющая информация (вышестоящих ИС), в том числе целевая функция управления

Информационная система (управляющая система – субъект управления)

	Информация
	о предмете
	обработки				Информация о со-
			Управляющая
					стоянии объекта
			информация				Информация
							о результатах
							деятельности
							(обратная связь)

Предмет обработки	Объект управления	Рез-т обработки
	(управляемый процесс)

Рис. 2.2. Место ИС в процессе управления

2.2.1. Информационная модель управления в системах материальных преобразований

На основании результатов анализа генезиса механизма управления, представленных в [Дружинин1976, Криницкий1982, Поспелов1975], обобщенная информационная модель механизма управления, как средства, реализующего «поведение» системы в сфере материальных преобразований, может быть представлена в виде, приведенном на рис. 2.3.

Материально-энергетическая среда

Стимулы		Отклики
Сенсор	Преобразователь	Эффектор

′

Решатель

Целевой

фильтр Организатор

Память

Информационная среда

Рис. 2.3. Информация в системах управления

Здесь система - это часть реального мира (среды), реализующая целенаправленное взаимодействие с объектами ближней среды, и не совпадающая с ней. Результатом взаимодействия является изменение ближней среды.

К ближней среде относится та часть среды, которая существенно воздействует на систему и/или подвергается существенному воздействию со стороны системы. Средой могут быть и другие системы, в том числе и более высокого уровня. С этой точки зрения вход трактуется как причина, а выход - как следствие взаимодействия.

Состоянием системы будем называть множество существенных свойств, которыми обладает система, а структурой – ту их часть, которая остается в системе неизменной при изменении ее состояния.

В системе выделяются входной, преобразующий и выходной компоненты. Для систем, реализующих целенаправленное поведение, преобразующий компонент включает (или зависит от) компонента управления, который обеспечивает посредством управляющих сигналов изменение свойств преобразователя, т.е. характер преобразования объектов среды.

Входной компонент - это обобщенное средство восприятия среды, будь то активное ее воздействие на систему или, например, активное измерение системой параметров, характеризующих состояние среды.

Аналогично, выходной компонент - это обобщенное средство воздействия на среду или изменения соотношения с ней (в том числе, например, изменение самой системы по отношению к среде).

Преобразователь осуществляет изменение объекта, поступающего через входной компонент. Таким объектом может быть элемент среды, либо изменяемый компонент самой системы. Можно сказать, что первый случай соответствует системам, целью которых является преобразование среды или сохранение себя в условиях изменяющейся среды, а второй – саморазвивающимся системам, конечной целью которых является построение новой системы или новых взаимосвязей со средой.

Решатель осуществляет по фиксированным правилам (например, на уровне соответствий) выбор преобразования (например, через установку значений соответствующих параметров). Т.е., решатель осуществляет регулирование преобразования на уровне оперативного управления, которое реализуется в виде отдельной реакции на отдельное текущее воздействие. В том случае, когда решатель реализует принцип «обратной связи», т.е. вырабатывает сигналы управления на основе измерения параметров изменяемых объектов (как результата взаимодействия с системой), система может реализовать задачу «самосохранения».

Системы, имеющие первый контур управления, могут быть отнесены к саморегулирующимся и представляют собой класс детерминированных систем с управлением, не предвосхищающим будущие состоя-

ния, т.е. реагирующими только на случившиеся входные воздействия, а

не на их будущие значения. Для рассматриваемых реальных систем ма-

териальность преобразования предопределяет единственность процесса с предопределенным разнообразием состояний. А в том случае, если для процесса выполняется некоторый принцип «самосохранения», управление может рассматриваться как задача оптимального управления (например, как максимизация эффекта при минимуме затрат).

Такого рода замкнутость и предопределенность условий предполагает наличие субъекта управления, имеющего целевые установки и выбирающего или определяющего пределы функционирования не только «решателя-преобразователя», но и всей системы в целом. Компонент, обеспечивающий выполнение таких функций, представлен в схеме организатором, собственно и осуществляющим выбор цели, а также определение методов и принципов ее достижения. Для этого (второго) контура управления характерны сигналы, представленные преимущественно в информационной форме. Кроме того, поскольку задачи прогнозирования поведения, обеспечивающего достижение цели, базируются на знании причинно-следственных связей, организатор должен обладать свойством памяти для хранения и выборочного использования данных о состояниях среды и «опыта» системы.

Рассматриваемая обобщенная модель объекта деятельности как управляемой системы, взаимодействующей со средой на уровне обмена веществом и энергией, уже включает в явной форме информационные компоненты, что собственно и обеспечивает саму возможность управления. Причем для систем человеко-машинных и социальных выделяют [Урсул1973] две формы информации13: материальную и идеальную. Под материальной информацией здесь понимается отражение разнообразия вне сознания человека и независимо от него. Отражение же в сознании человека есть идеальная информация, которая в свою очередь может материализоваться в виде разнообразия управляющих воздействий или знания, фиксирующего это разнообразие в документальной форме. То есть, информация изначально не создается системой, а только отображается. Однако при наличии второго контура возникает необходимость (и целесообразность) создания новой информации, отражающей сам процесс управления, например, в виде результатов, принципов и методов. Особенностью такой информации является языковая форма ее представления, что и обеспечивает возможности коммуникации в науке и обществе.

Выбор целей, принципов и методов решения представляет собой реализацию стратегии управления как способа распределения ресурсов в течение всего периода взаимодействия со средой и по существу является «…процессом отбора из всех возможностей системы одной или нескольких близких возможностей, которые и реализуются в действительности или, по крайней мере, осознаются как оптимальные» [Разумовский1983]. Здесь «оптимальность» представляется как своеобразный

13 Здесь информация - это отраженное (системой) разнообразие (среды), влияющее на поведение или изменение состояния системы.

принцип сохранения, указывающий, что никакой результат не может быть получен «из ничего». Кроме того, свойственное человекомашинным системам научное мышление «..не ограничивается фиксацией эмпирических фактов, а также частных и специфических законов. Оно с необходимостью, в ходе развития теорий, выходит на уровень обобщающих специфических и неспецифических научных принципов, отражающих в своем содержании объективно общее и всеобщее...

Принципы науки суть фиксация опыта, и доказуемы они только опытом. Поэтому сфера их действия, а также сфера действия построенных на их основе теорий имеет те же границы, что и научная эмпирия. Применение тех или иных принципов вне сферы этого опыта, в частности обобщение специфических научных принципов до уровня неспецифических, происходит на основе предположения и последующего обнаружения общности и единства формы новых классов явлений с углублением в сущность на базе новой эмпирии. Такая экстраполяция носит гипотетический характер, но опирается на принцип материального единства мира, единства пространственно-временных отношений. Конкретные способы такого обобщения многообразны» [Разумовский1983]. Таким образом, функция оснований любой теории – это, прежде всего, организация наличного знания с целью удобного получения следствий. Но, даже имея некоторый минимум твердо установленных принципов, трудно априори утверждать, что к нему нельзя еще добавить какой-нибудь новый принцип.

Схема, представленная на рис. 2.3, отражает наблюдаемое в природе и человеческой деятельности стремление так распределять задачи, чтобы была обеспечена физическая реализуемость решения и минимизирована полная работа. Это выражается в принципе выделения блоков, ориентируемых на реализацию одной функции, с однородными операционными (входными) объектами или, по крайней мере, имеющими одну форму существования14. Для блоков компонента управления этот принцип реализуется в стремлении минимизировать количество управляющих сигналов и количество отслеживаемых параметров и показателей (т.е., хорошо структурированная система – это «один вход – один вы-

ход – один управляющий параметр»). Это позволяет минимизировать потери точности (адекватности), которые привносят многокритериальные методы.

14 В случае систем обработки однородных объектов большой размерности аналогичные рассуждения применимы скорее не к самой системе, а к процессу ее создания через приведение операционных объектов строительства к размерности, соответствующей операционным возможностям субъекта.

2.2.2. Информация в системах обработки и генерации знания

Рассмотрим обобщенную информационную схему деятельности в научной сфере (рис. 2.4), где обрабатываемые (преобразуемые) объекты (в частности и сама среда) имеют преимущественно абстрактную природу (идеальное, а не материальное происхождение). Имея ту же инфор- мационно-функциональную структуру, такие системы принципиально отличаются по характеру взаимоотношения с окружающей средой.

Рассмотренные выше системы имеют преимущественно цель самосохранения, вырабатывая отклик в ответ на изменение ближней среды. Цель вторых – преобразование среды или самой системы (самосовершенствование) для изменения (к лучшему) условий взаимодействия со средой. В этом смысле термин «научный поиск» наилучшим образом отражает активный характер системы (по отношению к среде). Для систем такого типа стимул – это неопределенность как свойство, характеризующее, но еще не выражающее проблемную ситуацию [Дорожкин1995]. Состояние неопределенности (взаимодействие внутреннего знания и внешнего по отношению к системе стимула) – симптом возможного противоречия, которое, если будет выявлено в процессе развития (исследования), формализуется в виде проблемы – состоявшегося, признанного противоречия, которое, тем не менее, еще не имеет решения и/или может иметь неоднозначные решения. Причем, решение может быть найдено рациональным способом (сведением к решаемым задачам – через уменьшение размерности), так и иррациональным, т.е. выходом за пределы существующего знания. В первом случае проблемной ситуации может быть сопоставлен ряд средств, обеспечивающих решение, причем для задач исходными данными являются как сама обрабатываемая (входная) информация, так и методы ее обработки. Именно здесь появляется возможность множественности решения проблемы. В зависимости от цели решение, например, может находиться путем элиминирования факторов и сведения к типовым случаям. То есть, в контексте понятия «цель», «задача имеет актуально достижимую цель, а проблема – потенциально достижимую» [Дорожкин1995].

Таким образом, решение проблемы (в том числе и постановка) – это отыскание форм и условий взаимодействия нового элемента знания (стимула, породившего неопределенность) с существующим знанием.

Для процесса постановки–решения задачи (как ситуации определенного выбора) характерно наличие следующих четырех компонентов:

-субъект, осуществляющий выбор;

-среда решения – принятые в качестве рабочих понятия, гипотезы, законы, парадигмы и т.п.;

-доступные средства решения и практических действий;

-возможные результаты.

Проблема выбора (как частного случая нахождения) решения задачи тесно связана с методологической проблемой выбора критерия оценки альтернатив, где существуют различные точки зрения и основания, такие, как простота, обоснование правдоподобности, синтаксические, семантические и другие критерии.

Существенной особенностью ситуации выбора является то, что «выбираемые основания - это еще и средство организации наличного знания субъекта с целью удобного получения следствий» [Разумовский1983], при этом, сам процесс включает следующие взаимосвязанные

ивзаимообуславливающие этапы:

−определение потенциально или актуально достижимой цели (путем систематизации фактов и гипотез);

−определение основных законов и принципов (как решения, так

иприменения решения);

−постановку задачи – определение известных и неизвестных параметров, определение методов решения и критериев оценки решения.

Причем взаимосвязь принципов, целей и задач при их выборе обуславливается требованием «конструктивности» (разрешимости задач и достижимости цели), что допускает их вариантность и комбинативность.

Компоненты взаимодействия со средой обеспечивают как выделение (в том числе активными методами) тех объектов предметной области, которые в совокупности своей или взаимосвязи порождают неопределенность – стимул (проблемную ситуацию), так и обратную связь (управление) – оценку полученного решения как результата включения (вписывания) вновь полученного элемента среды в существующую структуру.

Так же, как и в рассмотренном выше случае модели управления (рис. 2.3), здесь в компоненте преобразования присутствуют три уровня:

1)генерация актуального результата как реализация предопределенного метода преобразования текущего входа (фиксированного набора значимых параметров в пространстве возможных состояний);

2)управление реализацией преобразования (и обеспечение его эффективности) в соответствии с предопределенными принципами и критериями – оперативное управление процессом достижения цели;

3)выбор целей (порождение гипотез), а также формирование оснований (теорий, принципов, законов) и критериев оценки применимости и эффективности преобразования – целеполагание и стратегическое управление.

Восприятие

проблемы (стимул)

ДМ

Обнаружение

состояния неопределенности

Определение характера неопределенности

Данные	Решения в рамках кон-	Данные
	структивной модели		Внедрение
	«пробл. ситуации»		решения
			проблемной	′
			ситуации
	Постановка задачи
	Систематизация данных
	(известное-неизвестное)	Типовые мо-
	и определение методов	дели, методы
	решения

Формализация проблемы

Формирование осно- ваний (принципов, тео-

рий, законов). Определение критериев

(применимости и эффективности решения)

Информационная среда (модели предметной области)

Рис. 2.4. Информация в системе воспроизводства знания