Архитектура_информационной_системы

1.

Архитектура информационной системы
Составляющие системы

2.

Архитектура информационной системы
Зачем это учить?
Управление ресурсами информационной системы позволит эффективно организовывать и
контролировать доступные данные, технологии и человеческие ресурсы, что в свою очередь
способствует повышению продуктивности и снижению затрат на управление информацией в
организации. Понимание этих принципов важно для оптимизации рабочих процессов и улучшения
качества принимаемых решений в бизнесе.
Как это учить?
Изучите материалы лекции.

3.

Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ, реализующих функции и задачи ИС и
обеспечивающих работу компьютерных технических средств; инструктивно-методические материалы
по применению средств ПО; а также персонал, занимающийся разработкой и сопровождением ПО на
весь период жизненного цикла ИС.
Программное обеспечение делится на:
• общесистемное;
• прикладное.
Общесистемное ПО классифицируется:
ОС (операционная система);
тестовые и диагностические программы;
антивирусные программы;
командно-файловые процессоры (оболочки).

4.

Программное обеспечение
Операционные системы являются
основными программными
комплексами, выполняющими
следующие основные функции:
• тестирование работоспособности
вычислительной системы и ее
настройка при первоначальном
включении;
• обеспечение аппаратного,
программного и пользовательского
интерфейсов.

5.

Программное обеспечение
Прикладное ПО классифицируется:
• системы подготовки текстовых документов;
• СУБД;
• системы обработки финансово-экономической информации;
• личные ИС;
• система подготовки;
• системы управления проектами;
• экспертные системы (ЭС) и информационные системы поддержки принятия решения;
• системы индивидуального проектирования и совершенствования управления.

6.

Техническое обеспечение
Техническое обеспечение (ТО) - это комплекс технических средств, обеспечивающих работу ИС;
методические и руководящие материалы, техническая документация; обслуживающий эти
технические средства персонал.
В составе комплекса технических средств обеспечения ИТ выделяют:
средства компьютерной техники;
средства коммуникационной техники;
средства организационной техники.
Средства компьютерной техники - составляют базис всего комплекса технических средств ИТ
и предназначены для обработки и преобразования различных видов информации, используемой в
экономической деятельности.
ПК - вычислительные системы, все ресурсы которых полностью направлены на обеспечение
деятельности одного работника.

7.

Техническое обеспечение
Корпоративные компьютеры (main frame) - вычислительные системы, обеспечивающие совместную
деятельность многих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы
информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных
ресурсов.
Многопользовательские вычислительные системы. Область применения: реализация ИТ в крупных
финансовых и производственных организациях, создание ИС, обслуживающих большое число
пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа
билетов и т.д.).
Суперкомпьютеры - это вычислительные системы с предельными характеристиками вычислительной
мощности и информационных ресурсов (военная, космическая области деятельности,
фундаментальные научные исследования, глобальный прогноз погоды).

8.

Техническое обеспечение
Средства коммуникационной техники обеспечивают одну из основных функций управленческой
деятельности - передачу информации в рамках системы управления и обмен данными с внешней
средой, предполагают использование разнообразных методов и технологий, в т.ч. и с применением
компьютерной техники.
К средствам коммуникационной техники относятся:
• средства и система стационарной и мобильной телефонной связи;
• средства и системы телеграфной связи;
• средства и системы факсимильной передачи информации и модемной связи;
• средства и системы кабельной и радиосвязи, включая оптико-волоконную и спутниковую связи
(вычислительные сети).

9.

Техническое обеспечение
Средства оргтехники - предназначены для автоматизации и механизации
управленческой деятельности.
Всю совокупность оргтехники можно представить в виде следующих групп:
• носители информации;
• средства изготовления текстовых и табличных документов;
• средства репрографии и оперативной полиграфии;
• средства обработки документов;
• средства хранения, поиска и транспортировки документов;
• банковская оргтехника;
• малая оргтехника;
• офисная мебель и оборудование;
• прочая оргтехника.

10.

Математическое обеспечение
Математическое обеспечение (МО) - совокупность математических методов и моделей, алгоритмов
обработки информации, используемых для решения экономических задач и в процессе
проектирования информационных систем; техническая документация (описание задач, заданий по
алгоритмизации экономико-математической модели, задач и конкретных примеров их решения);
персонал (специалисты по вычислительным методам, проектировщики ИС, постановщики задач
управления и т.д.).
Математическое обеспечение включает:
• Математические методы и модели
• Алгоритмы
• Программное обеспечение

11.

Организационное обеспечение
Организационное обеспечение (ОО) - комплекс документов, регламентирующих деятельность
персонала ИС в условиях функционирования ИС (взаимодействие работников управленческих служб
и персонала ИС с техническими средствами и между собой). ОО реализовывается в методических и
руководящих материалах по стадиям разработки, внедрения и эксплуатации ИС.
Основные функции организационного обеспечения
• Анализ существующих систем
• Подготовка задач к решению
• Разработка управленческих решений
• Создание инструкций для пользователей

12.

Правовое обеспечение
Правовое обеспечение (ПрО) - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический
статус и функционирование ИС, регламентирующих порядок получения, преобразования (обработки)
и использования экономической информации (законы, указы, постановления госорганов власти,
приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств и местных органов
власти).

13.

Правовое обеспечение
Основные аспекты правового обеспечения информационных систем
Цели правового обеспечения
• Укрепление законности использования информационных ресурсов.
• Обеспечение информационной безопасности для граждан, организаций и государства в целом.
Уровни правового обеспечения
• Государственный уровень: включает в себя Конституцию РФ, законы, указы и другие нормативные
документы, регулирующие общие вопросы информационного законодательства.
• Локальный уровень: касается конкретных договорных отношений между разработчиками и
заказчиками ИС, а также внутренних стандартов организаций.
Основные направления
• Регулирование прав на поиск, получение и передачу информации.
• Защита персональных данных.
• Правила работы с библиотечными и статистическими данными.
• Международный обмен информацией.

14.

Эргономическое обеспечение
Эргономическое обеспечение (ЭО) - это совокупность методов и средств, используемых на различных
этапах разработки и функционирования ИС, предназначенная для создания оптимальных условий
высокоэффективной деятельности человека (персонала) в ИС для ее быстрого освоения. К ЭО
относятся: комплекс различной документации, содержащие эргономические требования к рабочим
местам, информационным моделям, условиям деятельности персонала, а также способы реализации
этих требований и осуществление эргономической экспертизы уровня их реализации.

15.

Эргономическое обеспечение
Основные аспекты эргономического обеспечения
Комфортные условия работы
• Эргономическое обеспечение включает выбор специальной мебели, организацию рабочего
пространства и хранение документации, что способствует уменьшению негативного воздействия
на пользователя со стороны компьютерных систем.
Методы и средства
• На различных этапах разработки и функционирования ИС применяются специальные методики,
направленные на улучшение взаимодействия между человеком и системой. Это может включать в
себя разработку пользовательских интерфейсов, соответствующих эргономическим требованиям.
Документация и стандарты
• Важным элементом эргономического обеспечения является наличие документации, содержащей
эргономические требования к рабочим местам и условиям труда. Это также включает в себя
соблюдение национальных стандартов по эргономике, которые регулируют проектирование и
эксплуатацию ИС
Оценка и тестирование
• На этапе проектирования и испытаний важно проводить оценку выполнения эргономических
требований, что позволяет выявить недостатки и улучшить характеристики системы.

16.

Лингвистическое обеспечение
Лингвистическое обеспечение (ЛО) информационных систем представляет собой комплекс методов и
средств, предназначенных для формализации понятий естественного языка с целью создания и
управления информационными объектами в системах обработки данных. Оно включает в себя
различные языки, используемые для общения между пользователями и компьютерными системами,
а также для разработки алгоритмов обработки информации.
Лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств:
• языки управления и манипулирования данными (язык СУБД);
• система терминов и определений, используемых в процессе разработки и функционирования ИС;
• информационные языки для описания структуры информационной базы ИС (документов,
показателей, реквизитов) и др.

17.

Лингвистическое обеспечение
Основные компоненты лингвистическое обеспечение информационных систем:
Формальные языки
ЛОИС включает набор формальных языков, которые служат основой для представления информации
и алгоритмов её обработки. Эти языки могут быть как алгоритмическими (языки программирования),
так и предназначенными для взаимодействия человека с машиной (например, языки запросов).
Лингвистические методы
Включает методы анализа, классификации и интерпретации текстов. Это позволяет системе
эффективно обрабатывать текстовые данные, извлекать смысловую информацию и предоставлять
удобный доступ к ней.
Словари и индексы
Проектирование словарей индексирования и поиска является ключевым элементом ЛОИС. Они
обеспечивают быстрый и точный поиск информации в больших объемах данных, что особенно важно
в условиях современного информационного общества

18.

Информационное обеспечение
Информационное обеспечение (ИО) - представляет собой комплекс методов, средств и процедур,
необходимых для эффективного сбора, обработки, хранения и передачи данных в рамках
автоматизированных систем. собой совокупность проектных решений по объемам, размещению,
формам организации информации, циркулирующей в АИС (информационные потоки).
Оно включает в себя совокупность показателей, справочных данных, классификаторов и
кодификаторов информации, унифицированные системы документации, специально организованные
для обслуживания, массивы информации на соответствующих носителях, а также персонал,
обеспечивающий надежность хранения, своевременность и качество технологии обработки
информации.

19.

Информационное обеспечение
Информационное обеспечение состоит из нескольких ключевых элементов:
Данные
Основная составляющая, представляющая собой информацию в различных формах (текстовые
документы, числовые данные и т.д.)
Технологическая инфраструктура
Включает компьютеры, серверы и сетевые устройства, необходимые для хранения и передачи
данных.
Программное обеспечение
Специализированные приложения и системы управления базами данных, которые автоматизируют
процессы обработки информации.
Человеческий фактор
Квалифицированные специалисты, такие как аналитики и инженеры, играют важную роль в
реализации информационное обеспечения.

20.

Архитектура информационной системы
Уровни описания архитектуры

21.

Логический уровень
Логический уровень описания архитектуры информационной системы (ИС) фокусируется на
функциональных и поведенческих характеристиках системы без учета конкретных технологий и
физических компонентов.
Этот уровень служит основой для понимания того, как система будет функционировать и
взаимодействовать с окружающей средой.
Логическая архитектура представляется через различные модели и диаграммы, которые помогают
визуализировать взаимодействие между компонентами системы. Примеры таких моделей включают:
Блочные диаграммы функциональных потоков (FFBD)
• показывают, как данные перемещаются через систему
Контекстные диаграммы
• определяют границы системы и её взаимодействие с внешними системами
Диаграммы IDEF0
• используются для моделирования функций и процессов внутри системы

22.

Логический уровень
Основные компоненты логической архитектуры
Функциональная архитектура
• Функциональная архитектура описывает набор функций и подфункций, которые система должна
выполнять для достижения своих целей. Это включает в себя определения преобразований,
которые система осуществляет в процессе обработки данных и выполнения бизнес-логики.
Поведенческая архитектура
• Этот компонент фокусируется на том, как система реагирует на различные события и
взаимодействия. Он описывает сценарии использования и потоки информации между
различными элементами системы.
Временная архитектура
• Временная архитектура определяет временные аспекты функционирования системы, такие как
задержки в обработке данных и синхронизация различных компонентов.

23.

Логический уровень
Для представления логической архитектуры информационной системы используются различные
методы и нотации
Модель 4+1
Модель 4+1, предложенная Филиппом Крухтеном, включает пять представлений архитектуры:
• Логическое представление фокусируется на функциональности системы для пользователей,
используя UML-диаграммы классов и последовательностей.
• Физическое представление описывает распределение компонентов по физическим уровням.
• Процессное представление отражает динамические аспекты системы, такие как параллелизм и
интеграция.
• Представление разработки показывает организацию кода и модули.
• Сценарии иллюстрируют взаимодействие между компонентами и служат для валидации других
представлений

24.

Логический уровень
Нотация C4
Нотация C4, разработанная Саймоном Брауном, состоит из четырех уровней:
• Контекст – высокоуровневый обзор системы, включая приложения и пользователей.
• Контейнер – описание основных частей системы (например, веб-приложение, база данных).
• Компонент – детализирует каждый контейнер и его внутренние компоненты.
• Код – рассматривает реализацию на уровне кода.

25.

Логический уровень
UML (Unified Modeling Language)
UML предоставляет различные типы диаграмм для визуализации логической архитектуры:
• Диаграммы классов – показывают классы и их связи.
• Диаграммы последовательностей – иллюстрируют взаимодействия между объектами во времени.
• Диаграммы активности – описывают динамику процессов.

26.

Логический уровень
IDEF0 и N2-диаграммы
IDEF0 используется для функционального моделирования, показывая функции системы и их
взаимосвязи. N2-диаграммы помогают визуализировать взаимодействия между компонентами
системы.
Блочные диаграммы функциональных потоков (FFBD)
Эти диаграммы позволяют представить потоки информации и функции в системе, что помогает в
понимании ее логической структуры.
Каждый из этих методов имеет свои особенности и может быть выбран в зависимости от требований
проекта и предпочтений команды разработчиков.

27.

Логический уровень
Взаимосвязь с физической архитектурой
После определения логической архитектуры необходимо перейти к физической архитектуре, которая
включает конкретные технологии, платформы и компоненты, используемые для реализации
логических функций. Физическая архитектура должна соответствовать требованиям, установленным
на логическом уровне, обеспечивая реализацию всех необходимых функций и характеристик.

28.

Физический уровень
Физическая архитектура является первым уровнем архитектуры информационной системы. Она
описывает все аппаратные средства, использующиеся при выполнении заявленного набора функций,
а также включает средства обеспечения сетевого взаимодействия и надёжности.
В технической
архитектуре указываются периферийные устройства, сетевые коммутаторы и маршрутизаторы,
жёсткие диски, оперативная память, процессоры, соединительные кабели, источники
бесперебойного питания и т.п.
Основная цель физической архитектуры заключается в создании конкретного решения, которое
согласуется с логической архитектурой и удовлетворяет системным требованиям. Это включает в
себя:
• Идентификацию физических элементов, поддерживающих функциональные и нефункциональные
требования.
• Разработку системных компонентов и их взаимодействий.
• Определение инфраструктуры информационных технологий (ИТ) и ее взаимодействий с внешними
системами.

29.

Физический уровень
Физическая архитектура включает в себя следующие ключевые элементы:
Физические границы системы
• Определяют, что входит в систему, а что нет.
Компоненты системы
• Включают серверы, базы данных, сети и другие устройства, которые взаимодействуют друг с
другом.
Структуры данных
• Внутренние базы данных и их топологии, которые обеспечивают хранение и обработку
информации.
ИТ-инфраструктура
• Охватывает как внутренние, так и внешние компоненты, необходимые для функционирования
системы.

30.

Физический уровень
Основные элементы физической архитектуры можно разделить на следующие категории:
Физические компоненты системы
Устройства и оборудование, такие как серверы, рабочие станции, сетевые устройства
(маршрутизаторы, коммутаторы) и другие аппаратные средства, которые обеспечивают
функционирование системы.
Внутренние базы данных и структуры данных
Элементы включают в себя базы данных, которые хранят информацию, а также схемы и структуры
данных, необходимые для обработки и хранения данных.
Инфраструктура информационных технологий
Включает в себя как внутренние, так и внешние компоненты, такие как системы хранения данных,
программное обеспечение для управления ресурсами и сетевые технологии.

31.

Физический уровень
Основные элементы физической архитектуры можно разделить на следующие категории:
Физические интерфейсы
Элементы, через которые различные компоненты системы взаимодействуют друг с другом. Это могут
быть как программные интерфейсы (API), так и физические соединения (например, кабели и порты).
Продукты и стандарты
Физическая архитектура может также включать в себя документацию, такую как физические блоксхемы, контроль интерфейсов документов и стандарты, которые определяют взаимодействие между
компонентами.

32.

Архитектура информационной системы
Аспекты информационной системы

33.

Функциональные аспекты
Основные функциональные аспекты информационных систем
Сбор данных
ИС осуществляют сбор информации из различных источников, таких как транзакции и
взаимодействия с клиентами.
Хранение данных
Собранные данные надежно сохраняются в базах данных и других хранилищах, что обеспечивает их
доступность и защиту.
Обработка данных
ИС анализируют и обрабатывают данные для получения полезной информации, что включает в себя
как оперативную обработку, так и более глубокий анализ для поддержки принятия решений.
Передача данных
Обеспечивается своевременная и безопасная передача данных пользователям и другим системам,
что критично для оперативного принятия решений.

34.

Функциональные аспекты
Задачи которые решают информационные системы:
Управленческие функции
• Планирование и прогнозирование деятельности.
• Нормирование производственной деятельности.
• Учет и отчетность.
• Контроль производства.
Информационно-технологические функции
• Регистрация и ввод данных.
• Передача данных.
• Обработка данных с использованием различных алгоритмов.
Поддержка принятия решений
• ИС помогают в анализе больших объемов данных для выработки рекомендаций и альтернатив
решений.

35.

Нефункциональные аспекты
Нефункциональные аспекты информационной системы охватывают характеристики и качества,
которые не связаны напрямую с её функциональностью, но критически важны для её успешной
эксплуатации и удовлетворения потребностей пользователей.
Основные нефункциональные аспекты
Производительность
• Описывает, как быстро система выполняет задачи, включая время отклика и пропускную
способность.
Безопасность
• Включает защиту данных от несанкционированного доступа и вредоносных атак, а также
соответствие законодательным требованиям.
Надежность
• Определяет способность системы функционировать без сбоев в течение определённого времени,
включая устойчивость к ошибкам.

36.

Нефункциональные аспекты
Масштабируемость
• Способность системы адаптироваться к увеличению нагрузки или объёма данных без потери
производительности.
Удобство использования
• Оценивает, насколько интуитивно понятен интерфейс для пользователей и как легко они могут
взаимодействовать с системой.
Совместимость и переносимость
• Описывает, как система взаимодействует с другими системами и платформами, а также
возможность её переноса на другие среды.
Поддерживаемость
• Указывает на легкость, с которой система может быть обновлена или исправлена после
внедрения.
Доступность
• Отражает время, в течение которого система доступна для использования пользователями,
включая требования к резервированию и восстановлению после сбоев.