Лекция 2. Классификация прикладных ИС

1.

Лекция 2
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИКЛАДНЫХ ИС

2.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
ВОЗМОЖНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ КЛАССИФИКАЦИИ ИС
Под информационной системой понимается прикладная
программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение,
поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации.
Подавляющее большинство информационных систем работает в
режиме диалога с пользователем.
В наиболее общем случае типовые программные компоненты,
входящие в состав информационных систем, реализуют:
диалоговый ввод-вывод;
логику диалога;
прикладную логику обработки данных;
логику управления данными;
операции манипулирования файлами и (или) базами данных

3.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТИПУ ХРАНИМЫХ
ДАННЫХ
Фактографические системы предназначены для хранения и обработки
структурированных данных в виде чисел и текстов.
Основные компоненты фактографических систем – это сами БД и СУБД. На базе
фактографических систем создаются справочники, системы анализа и
управления предприятиями, бухгалтерские системы.
В фактографических ИС регистрируются факты – конкретные значения данных
(атрибутов) об объектах реального мира. Основная идея таких систем
заключается в том, что все сведения об объектах (фамилии людей и названия
предметов, числа, даты) сообщаются компьютеру в каком-то заранее
обусловленном формате (например, дата – в виде комбинации ДД.ММ.ГГГГ).
Информация, с которой работает фактографическая ИС, имеет четкую структуру,
позволяющую отличать одно данное от другого, – например, фамилию от
должности человека, дату рождения от роста и т. п.
Достоинством фактографических ИС являются функции:
физическое размещение в памяти данных и их описаний;
механизмы поиска запрашиваемых данных;
поддержка решения проблем, возникающих при одновременном запросе
одних и тех же данных многими пользователями (прикладными программами);
обеспечения защиты данных от некорректных обновлений и (или)
несанкционированного доступа;
поддержание БД в актуальном состоянии и множество других функций СУБД

4.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТИПУ ХРАНИМЫХ
ДАННЫХ
В документальных системах информация представлена в
виде документов, состоящих из наименований, описаний,
рефератов и текстов.
Поиск по неструктурированным данным осуществляется с
использованием семантических признаков.
Документальные системы (ДС) предназначены для работы с
документами на естественном языке: книги, тезисы, статьи.
Наиболее распространенным видом ДС являются
информационно-поисковые системы (ИПС), которые
предназначены для накопления и поиска по различным
критериям документов.
В состав ИПС входят: программные средства, поисковый
массив документов и средства поддержки информационного
языка этой системы.

5.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТЕПЕНИ
АВТОМАТИЗАЦИИ
Ручные ИС
•характеризуются отсутствием современных технических средств
переработки информации и выполнением всех операций человеком
Автоматические ИС
•автоматизация (операции по переработке информации) является полной,
т.е. вмешательство персонала не требуется или требуется только
эпизодически
Автоматизированные ИС
•автоматизация может быть неполной (т.е. требуется постоянное
вмешательство персонала).
•Предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и
технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных
операций обработки данных отводится компьютеру.

6.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СФЕРЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Информационные системы.
Системы
обработки
транзакций
Системы
поддержки
принятия решений
Информационносправочные
системы
Офисные
информационные
системы
Оперативная
обработка
транзакций
Оперативная
аналитическая
обработка
Системы
электронной
документации
Документальные
системы
Пакетная
обработка
транзакций
Экспертные
системы
Географические
информационные
системы
Автоматизация
делопроизводства
Гипертекстовые
системы
Управление
документооборотом

7.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СФЕРЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Системы обработки транзакций по оперативности обработки данных
разделяются на пакетные ИС и оперативные ИС.
В информационных системах организационного управления преобладает
режим оперативной обработки транзакций (On line Transaction Processing,
OLTP) для отражения актуального состояния предметной области в любой
момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную
часть.
предназначены для автоматизации функций управленческого персонала
как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов
(гостиниц, банков, магазинов и пр.).
основными функциями подобных систем являются: оперативный
контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и
оперативное управление и планирование и другие организационные
задачи.
требованиями для них являются: высокая производительность обработки
транзакций и гарантированная доставка информации при удаленном
доступе к БД по телекоммуникациям.

8.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СФЕРЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Системы поддержки принятия решений (Decision Support System, DSS)
представляют собой другой тип информационных систем, в которых с
помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных
в различных разрезах: временных, географических, по другим показателям.
Среди них можно провести классификацию по степени воздействия
выходной информации на процесс принятия решений и выделить два
класса: управляющие и советующие.
Результирующая информация управляющих ИС непосредственно
трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем
характерны задачи расчетного характера и обработка больших объемов
данных. (Например, ИС планирования производства или заказов,
бухгалтерского учета.)
Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается
человеком к сведению и учитывается при формировании
управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти
системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не
данных. (Например, экспертные системы)

9.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СФЕРЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Класс офисных информационных систем
нацелен на перевод бумажных документов в
электронный вид, автоматизацию
делопроизводства и управление
документооборотом.

10.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СФЕРЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Класс информационно-справочных систем
основан на гипертекстовых документах и
мультимедиа.
Наибольшее развитие такие информационные
системы получили в среде Интернет.
ИС производят ввод, систематизацию, хранение,
выдачу информации по запросу пользователя без
сложных преобразований данных. (Например, ИС
библиотечного обслуживания, резервирования и
продажи билетов на транспорте, бронирования
мест в гостиницах, электронной коммерции и пр.)

11.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИКЛАДНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
ИС создаются для удовлетворения информационных потребностей в рамках конкретной ПрО, то каждой ПрО (сфере
применения) соответствует свой тип ИС.
экономическая ИС – ИС, предназначенная для выполнения функций управления на предприятии;
образовательная ИС – ИС, предназначенная для использования в образовательном учреждении,
поддерживающая средства и технологии создания, поддержки и реализации образовательных процессов;
геоинформационная система – ИС, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и
распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных).
Системы автоматизированного проектирования (САПР). Позволяет снизить стоимость и сократить сроки
проектирования при улучшение качества проектных решений.
Системы мультимедийной обработки. Средства мультимедиа – это комплекс средств, позволяющих человеку
общаться с компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты,
анимацию и т.д.
Экспертные системы. «системы, основанные на знаниях», представляют собой программное обеспечение,
анализирующее некоторую информацию на основе специальных механизмов представления знаний о
предметной области и логического вывода. Экспертные системы разрабатываются для широкого спектра
проблем диагностики, проектирования, планирования, управления, пронозирования и др.
Системы научных исследований и экспериментов.
Корпоративные системы.
Системы обработки сигналов и изображений. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых
средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.),
процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.
Системы реального времени. В системах реального времени обработка информации происходит в реальном
масштабе времени (РМВ). Режим, при котором организация обработки данных подчиняется темпу процессов
вне систем обработки данных, называется обработкой в реальном масштабе времени.
Информационно-справочные системы.
Системы управления базами данных (СУБД). Специальный пакет программ, посредством которого реализуется
централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным СУБД позволяет
структурировать, систематизировать и организовывать данные для компьютерного хранения и обработки.
Именно системы управления базами данных являются основной практически любой информационной системы.
Медицинские информационные системы. Поддерживают технологии для организационного управления и
обработки данных медицинского характера, разработка медицинских приборов и систем.

12.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ОХВАТУ ЗАДАЧ
(МАСШТАБНОСТИ)
Информационные
системы
Одиночные
Групповые
Корпоративные
Одиночные информационные системы реализуются на автономном
персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может
содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным
фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей,
разделяющих во времени одно рабочее место.
Групповые ИС ориентированы на коллективное использование информации
членами рабочей группы (одного подразделения), чаще всего строятся на основе
локальной вычислительной сети. Однотипные или специализированные рабочие
места обеспечивают вызов одного или нескольких конкретных приложений.
Общий информационный фонд представляет собой БД или совокупность файлов
документов.
Корпоративные ИС являются развитием систем для рабочих групп и
ориентированы на крупные компании, могут поддерживать территориально
разнесенные узлы или сети. Главная особенность – обеспечение доступа из
подразделения к центральной или распределенной БД предприятия
(организации) помимо доступа к информационному фонду рабочей группы .

13.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СПОСОБУ
ОРГАНИЗАЦИИ (АРХИТЕКТУРЕ)
Информационные
системы
На основе
архитектуры
файл-сервер
На основе
архитектуры
клиент-сервер
На основе
многоуровневой
архитектуры
На основе
технологий
Интернет/Интранет
В файл-серверных ИС БД находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих
станциях.
Архитектура файл-сервер не имеет сетевого разделения компонентов диалога средств и логики представления данных и
использует компьютер для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Объектами разработки в
файл-серверном приложении являются компоненты приложения, определяющие логику диалога, обработки и управления
данными.
В клиент-серверных ИС БД и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся клиентские приложения.
Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения
компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью
архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов БД, понимающих запросы на языке
структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование
информации.
В свою очередь, клиент-серверные ИС разделяют на двухзвенные и многозвенные.
В двухзвенных (two-tier) ИС всего два типа «звеньев»: сервер БД, на котором находятся БД и СУБД (back-end), и рабочие
станции, на которых находятся клиентские приложения (front-end). Клиентские приложения обращаются к СУБД напрямую.
В многозвенных (multi-tier) ИС добавляются промежуточные «звенья»: серверы приложений (application servers).
Пользовательские клиентские приложения не обращаются к СУБД напрямую, они взаимодействуют с промежуточными
звеньями. Типичный пример применения многозвенности – современные веб-приложения, использующие БД. В таких
приложениях помимо звена СУБД и клиентского звена, выполняющегося в веб-браузере, имеется как минимум одно
промежуточное звено – веб-сервер с соответствующим серверным ПО.
Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех
уровней:
нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики
представлений и имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;
средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика и с которого
логика обработки данных вызывает операции с БД;
верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер БД, выделенный для услуг обработки
данных и файловых операций (без риска использования хранимых процедур).

14.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
При создании ИС неизбежно возникают проблемы,
связанные с формальным – математическим и
алгоритмическим описанием решаемых задач,
определяемых степенью участия человека при принятии
решения на основе получаемой информации.
Различают три типа задач, для которых создаются ИС:
структурированные (формализуемые);
неструктурированные (неформализуемые);
частично структурированные.

15.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
Структурированная (формализуемая) задача – задача,
где известны все ее элементы и взаимосвязи между
ними.
В структурированной задаче удается выразить ее
содержание в форме математической модели, имеющей
точный алгоритм решения.
Подобные задачи обычно приходится решать
многократно, и они носят рутинный характер.
Целью использования ИС для решения
структурированных задач является полная
автоматизация их решения, т.е. сведение роли человека
к минимальному участию.

16.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
Неструктурированная (неформализуемая) задача
– задача, в которой невозможно выделить
элементы и установить между ними связи.
Решение неструктурированных задач из-за
невозможности создания математического
описания и разработки алгоритма связано с
большими трудностями.
Возможности использования здесь ИС
незначительны. Решение в таких случаях
принимается человеком из эвристических
соображений на основе своего опыта.

17.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
Частично структурированные задачи – задачи, в которых
известна лишь часть их элементов и связей между ними.
ИС, используемые для решения частично
структурированных задач, подразделяются на два вида:
создающие управленческие отчеты и
ориентированные главным образом на обработку
данных (поиск, сортировку, агрегирование,
фильтрацию). Используя сведения, содержащиеся в
этих отчетах, управляющий принимает решение;
разрабатывающие возможные альтернативы
решения. Принятие решения при этом сводится к
выбору одной из предложенных альтернатив.

18.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
ИС, создающие управленческие отчеты, обеспечивают информационную поддержку
пользователя, т.е. предоставляют доступ к информации в БД и ее частичную
обработку. Процедуры манипулирования данными в ИС должны обеспечивать
следующие возможности:
составление комбинаций данных, получаемых из различных источников;
быстрое добавление или исключение того или иного источника данных и
автоматическое переключение источников при поиске данных;
управление данными с использованием возможностей СУБД;
логическую независимость данных этого типа от других БД, входящих в
подсистему информационного обеспечения;
автоматическое отслеживание потока информации для наполнения БД.

19.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
Модельные ИС предоставляют пользователю математические, статические,
финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку
и оценку альтернатив решения.
Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения
информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее
исследования.
Основными функциями модельной ИС являются:
возможность работы в среде типовых математических моделей, включая
решение основных задач моделирования типа «как сделать, чтобы?», «что
будет, если?», анализ чувствительности и др.;
достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов
моделирования;
оперативная подготовка и корректировка входных параметров и
ограничений модели;
возможность графического отображения динамики модели;
возможность объяснения пользователю необходимых шагов
формирования и работы модели.

20.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ
СТРУКТУРИРОВАННОСТИ ЗАДАЧ
Экспертные ИС обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив
пользователем за счет создания БЗ и СУЗ, связанных с обработкой знаний.
Экспертная поддержка принимаемых пользователем решений реализуется
на двух уровнях.
Работа первого уровня экспертной поддержки исходит из концепции
«типовых управленческих решений», в соответствии с которой часто
возникающие в процессе управления проблемные ситуации можно
свести к некоторым однородным классам управленческих решений, т.е.
к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной
поддержки на этом уровне создается информационный фонд хранения и
анализа типовых альтернатив.
Если возникшая проблемная ситуация не ассоциируется с имеющимися
классами типовых альтернатив, в работу должен вступать второй уровень
экспертной поддержки управленческих решений. Этот уровень
генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде
данных, правил преобразования и процедур оценки синтезированных
альтернатив на основе интеллектуальных методов и эвристических
алгоритмов.

21.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Опишите основные классификационные признаки, определяющие функциональные возможности и
особенности построения современных ИС.
Дайте определение ИС документального и фактографического типа.
В чем заключается отличие ИС по степени структурированности решаемых задач обработки
информации?
Какие ИС существуют в зависимости от автоматизации операций и процессов, выполняемых
непосредственно человеком (персоналом)?
Дайте характеристику и определение понятиям «ИПС», «информационно-решающие ИС»,
«интегрированные ИС», «корпоративная ИС».
В чем отличие файл-серверной и клиент-серверной архитектурной организации ИС?
Какую функцию выполняют корпоративные информационные системы?
Приведите перечень основных прикладных информационных систем (ПИС).
Что дает проектировщикам ПИС использование САПР?
Что представляет собой экспертные системы? Для каких целей они предназначены?
Определите основные компоненты входящие в экспертную систему.
Что такое система реального времени? Какие компьютеры могут быть отнесены к системам реального
времени?
С помощью каких технических и программных средств можно реализовать мультимедиа?
Что относится к медицинским информационным технологиям?
Какие существуют информационные поддержки для создания САПР?
Чем объясняется широкое использование экспертных систем во многих областях науки и техники?
Как классифицируется ИС по масштабу, способу организации и сферы применения?
Как понять термин «групповые ИС»?