Понятие автоматизированной информационной системы. Преимущества использования автоматизированных информационных систем. АИС: основные понятия и определения

Оставьте комментарий 6,950

Система управления процессом обычно выполняет много различных функций, которые можно разделить на три большие группы (рис. 1):

сбор и оценка данных технического процесса - мониторинг;

управление некоторыми параметрами технического процесса;

связь входных и выходных данных - обратная связь, автоматическое управление.

Мониторинг процесса или сбор информации о процессе - это основная функция, присущая всем системам управления. Мониторинг - это сбор значений переменных процесса, их хранение и отображение в подходящей для человека-оператора форме. Мониторинг является фундаментальным свойством всех систем обработки данных.

Мониторинг может быть ограничен лишь выводом первичных или обработанных данных на экран монитора или на бумагу, а может включать более сложные функции анализа и отображения. Например, переменные, которые нельзя непосредственно измерить, должны рассчитываться или оцениваться на основе имеющихся измерений. Другой классической чертой мониторинга является проверка, что измеренные или рассчитанные значения находятся в допустимых пределах.

Когда функции системы управления процессом ограничены сбором и отображением данных, все решения об управляющих действиях принимаются оператором. Этот вид управления, называемый супервизорным или дистанционным управлением (supervisory control), был очень распространен в первых системах компьютерного управления процессами. Он до сих пор применяется, особенно для очень сложных и относительно медленных процессов, где важно вмешательство человека. Примером являются биологические процессы, где определенную часть наблюдений нельзя выполнить с помощью автоматики.

При поступлении новых данных их значение оценивается относительно допустимых границ. В более развитой системе контроля несколько результатов могут комбинироваться на основе более или менее сложных правил для проверки, находится ли процесс в нормальном состоянии или вышел за какие-либо допустимые пределы. В еще более современных решениях, в особенности построенных на экспертных системах или базах знаний, комбинированная оперативная информация от датчиков объединяется с оценками, сделанными операторами.

Управление - это функция, обратная мониторингу. В прямом смысле управление означает, что команды ЭВМ поступают к исполнительным механизмам для воздействия на физический процесс. Во многих случаях на параметры процесса можно воздействовать только опосредованно через другие параметры управления.

Система, которая действует автономно и без прямого вмешательства оператора, называется автоматической. Система автоматического управления может состоять из простых контуров управления (одного для каждой пары входных и выходных переменных процесса) или из более сложных регуляторов со многими входами и выходами.

Существуют два основных подхода к реализации обратной связи в вычислительных системах. При традиционном прямом цифровом управлении (ПЦУ, Direct Digital Control - DDC) центральная ЭВМ рассчитывает управляющие сигналы для исполнительных устройств. Все данные наблюдения передаются в полном объеме от датчиков к центру управления, а управляющие сигналы - обратно к исполнительным устройствам.

В системах распределенного прямого цифрового управления {Distributed Direct Digital Control - DDDC) вычислительная система имеет распределенную архитектуру, а цифровые регуляторы реализованы на основе локальных процессоров, т.е. расположены вблизи технического процесса. ЭВМ верхних уровней управления рассчитывают опорные значения, а локальные процессоры ответственны главным образом за непосредственное управление техническим процессом, т.е. выработку управляющих сигналов для исполнительных механизмов на основе данных локального мониторинга. Эти локальные ЭВМ включают в себя цифровые контуры управления.

С точки зрения структурирования уровней управления и обработки различие между прямым цифровым управлением и распределенным прямым цифровым управлением заключается в том, что в первом случае, даже при наличии нескольких ЭВМ, они занимаются только передачей информации и не принимают решений (кроме центрального) об управляющих действиях. Напротив, в распределенной структуре ЭВМ на уровнях процесса, участка и общего управления могут действовать более или менее автономно и не зависят от центральной ЭВМ. Как уже указывалось, это различие влияет и на надежность сложной системы. При отказе центральной ЭВМ управляющая система типа ПЦУ останавливается, а распределенная система, даже при отказе одного или нескольких элементов, хотя и утратит часть функций, но будет продолжать работу.

Более простая и архаичная форма автоматизированного управления - это так называемое управление опорными значениями (setpoint control). ЭВМ рассчитывает опорные значения, которые затем передаются обычным аналоговым регуляторам. В этом случае ЭВМ применяется только для вычислений, а не для измерений или генерации управляющих воздействий.

Применение базы данных процесса для мониторинга и управления

Система управления среднего или большого размера имеет несколько сотен или тысяч точек взаимодействия с техническим процессом. Практически невозможно обработать всю соответствующую информацию с помощью программных модулей, написанных специально для каждой из этих точек. Вместо этого необходим систематический подход к обработке всех входных данных. Простое структурирование параметров процесса можно выполнить на основе записей, а для более сложных случаев необходимо применение аппарата полноценной базы данных с соответствующими методами доступа.

Программы для доступа к информации, хранящейся в базе данных, включают в числе прочего следующие подсистемы:

ввод данных и интерфейс с базой данных;

вывод данных, т.е. интерфейс между базой данных и выходом управляющей ЭВМ или исполнительных механизмов;

отображение данных;

интерфейс для ввода команд.

Развитые базы данных могут включать до двадцати параметров-описателей для каждого объекта ввода/вывода. Некоторые из этих описателей обязательны и встречаются в каждой реализации базы данных; остальные применяются только при определенных обстоятельствах.

Доступ к базе данных процесса, запросы и протоколы

Доступ к информации, содержащейся в базе данных, выполняется с помощью трех основных операций, которые могут комбинироваться, - выбора, проекции и сортировки. Строго говоря, эти операции формально определены лишь для реляционных баз данных, тем не менее, их можно использовать и для баз данных другой структуры.

Выбор (selection) определяет операцию для извлечения из базы данных только записей, удовлетворяющих заданным критериям.

Проекция (projection) -. это список интересующих полей записи базы данных.

Сортировка (sorting) означает упорядочение выбранных записей в соответствии с каким-нибудь критерием.

Сочетание трех основных операций порождает большое число вариантов обработки и анализа данных. Обычно база данных содержит слишком много информации, воспринимать и анализировать которую целиком невозможно, однако при наличии соответствующих инструментов можно извлечь любую необходимую проблемно-ориентированную информацию. Операции доступа к базе данных и есть эти инструменты.

Операция по извлечению информации из базы данных называется запросом (query).

Для эффективного использования программ доступа к базе данных необходимо заранее выбрать подмножество интересующих данных. Обычно для каждой конкретной ситуации интерес может представлять лишь очень ограниченное число выборок из базы данных, поэтому заранее можно определить небольшой набор стандартных запросов. Такие запросы называются протоколами. Протоколы - это обычно запросы, в которых предопределены операции проекции и сортировки (какую информацию вывести и в каком порядке), а перед их запуском требуется указать только конкретные параметры.

Протоколы аварийной сигнализации.

Важнейшей функцией системы управления является быстрое выявление недопустимых режимов и оповещение об этом оператора. Каждое изменение состояния, классифицированное как аварийное, должно быть зафиксировано в специальном файле - журнале аварий - с указанием времени события.

Специальный запрос - аварийный протокол - используется для поиска и вывода всех объектов базы данных, которые находятся в данный момент времени в аварийном состоянии. Этот протокол чрезвычайно важен для обслуживания и ремонта.

Протоколы обслуживания.

Еще одной важной составляющей работы производственного предприятия является техническое обслуживание приборов и оборудования. Примеры обслуживания - замена изношенных инструментов, калибровка датчиков, контроль уровней горючего и смазки. Тип до разборки целых агрегатов для проверки состояния и очистки их узлов обслуживания называется предупредительным ремонтом (preventive maintenance) и выполняется для поддержания оборудования в оптимальном рабочем состоянии.

Анализ данных и тренды.

Важной задачей в промышленном производстве является учет производительности и статистических показателей. Информация, содержащаяся в базе данных, может служить первичным источником для процедур статистической обработки. Основной статистической операцией является суммирование показателей по времени, т.е. вычисление нарастающих итоговых величин для заданных интервалов времени - день, неделя, месяц. Суммарные показатели можно выводить в виде статистических таблиц, содержащих и другие величины, рассчитанные на их основе, - показатели эффективности и качества.

Операции управления, выполняемые с использованием базы данных

В некоторых системах управления в базе данных хранятся указания на автоматические действия, которые выполняются в определенных ситуациях. Специальная таблица базы данных указывает, при каком значении некоторого параметра вызывается исполнительная команда. Эта таблица работает подобно ПЛК, хотя данные, которые она использует, находятся на более высоком уровне абстракции и могут включать производные величины.

Введение

Понятие автоматизированной информационной системы и ее структурные компоненты

Классификация автоматизированных информационных систем

Основные функции автоматизированных информационных систем

Заключение

Список литературы

Введение

Автоматизация и создание информационных систем являются на данный момент одной из самых ресурсоемких областей деятельности техногенного общества. Одной из причин активного развития данной области является то, что автоматизация служит основой коренного изменения процессов управления, играющих важную роль в деятельности человека и общества. Возникают системы управления, действие которых направлено на поддержание или улучшение работы объекта с помощью устройства управления (комплекс средств сбора, обработки, передачи информации и формирования управляющих сигналов или команд).

Информационная система - это система, обеспечивающая уполномоченный персонал данными или информацией, имеющими отношение к организации. Информационная система управления, в общем случае, состоит из четырех подсистем: системы обработки транзакций, системы управленческих отчетов, офисной информационной системы и системы поддержки принятия решений, включая информационную систему руководителя, экспертную систему и искусственный интеллект.

Автоматизированная информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Таким образом, автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенная для обработки информации и принятия управленческих решений.

Целью данной работы является рассмотрение сущности автоматизированных информационных систем.

1. Понятие автоматизированной информационной системы и ее структурные компоненты

Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами.

Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление, поэтому

Автоматизированная информационная система (АИС) - это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированную подготовку, поиск и обработку информации в рамках интегрированных сетевых, компьютерных и коммуникационных технологий для оптимизации экономической и другой деятельности в различных сферах управления.

На этой основе создаются различные автоматические и автоматизированные системы управления технологическими процессами. Типичным примером таких систем может служить в связи - автоматическая коммутационная станция. В этой системе управление осуществляется с помощью технических устройств типа процессоров или других более простых приборов. Человек-оператор не входит в контур управления, замыкающий связи объекта и органа управления, а лишь следит за ходом технологического процесса и по мере необходимости (например, в случае сбоя) вмешивается. Иначе обстоит дело с автоматизированной системой управления производственным процессом. В АС производственными процессами и объект и орган управления представляет собой единую человеко-машинную систему, человек обязательно входит в контур управления. По определению АС - это человеко-машинная система, предназначенная для сбора и обработки информации, необходимой для управления производственным процессом, то есть управления коллективами людей. Иначе говоря, успех функционирования таких систем во многом зависит от свойств и особенностей жизнедеятельности человеческого фактора. Без человека система АС производством самостоятельно не может работать, так как человек формирует задачи, разрабатывает все виды обеспечивающих подсистем, выбирает из выданных ЭВМ вариантов решений наиболее рациональный. И, разумеется, человек, что очень важно, в конечном счете юридически отвечает за результаты реализации принятых им решений. Как видим, роль человека огромна и не заменима. Человек организует программу подготовительных мероприятий перед созданием АС, следовательно, требуется помимо всего прочего специальное организационное и правовое обеспечение.

Структуру АИС составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами. Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

АС состоит из двух подсистем: функциональной и обеспечивающей. Функциональная часть АС включает в себя ряд подсистем, охватывающих решение конкретных задач планирования, контроля, учета, анализа и регулирования деятельности управляемых объектов. В ходе аналитического обследования могут быть выделены различные подсистемы, набор которых зависит от вида предприятия, его специфики, уровня управления и других факторов. Для нормальной деятельности функциональной части АС в ее состав входят подсистемы обеспечивающей части АС (так называемые обеспечивающие подсистемы).

Классификация автоматизированных информационных систем

Системы, применительно к АС, могут быть проклассифицированы по ряду признаков. Например:

по уровням иерархии (суперсистема, система, подсистема, элемент системы);

по степени замкнутости (замкнутые, открытые, условно-замкнутые);

по характеру протекаемых процессов в динамических системах (детерминированные, стохастические и вероятностные);

по типу связей и элементов (простые, сложные).

Системы делятся на примитивные элементарные (для них строятся автоматические системы управления) и большие сложные. Так как большие и сложные системы обладают свойством необозримости, то их можно рассматривать с нескольких точек зрения. Следовательно, классификационных признаков тоже много.

Классифицировать АС можно:

По уровню:

АСУ Отрасли;

АСУ Производства;

АСУ Цеха;

АСУ Участка;

АСУ ТП (технологического процесса).

При этом в зависимости от уровня обслуживания производственных процессов на предприятии сама КИС или его составная часть (подсистемы) могут быть отнесены к различным классам:

Класс A: системы (подсистемы) управления технологическими объектами и/или процессами.

Класс B: системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия.

Класс C: системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия.

Системы (подсистемы) класса A - системы (подсистемы) контроля и управления технологическими объектами и/или процессами. Эти системы, как правило, характеризуются следующими свойствами:

достаточно высоким уровнем автоматизации выполняемых функций;

наличием явно выраженной функции контроля за текущим состоянием объекта управления;

наличием контура обратной связи;

объектами контроля и управления такой системы выступают: технологическое оборудования; датчики; исполнительные устройства и механизмы.

малым временным интервалом обработки данных (т.е. интервалом времени между получением данных о текущем состоянии объекта управления и выдачей управляющего воздействия на него);

слабой (несущественной) временной зависимостью (корреляцией) между динамически изменяющимися состояниями объектов управления и системы (подсистемы) управления.

В качестве классических примеров систем класса A можно считать:

SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерский контроль и накопление данных);

DCS - Distributed Control Systems (распределенные системы управления);

Batch Control - системы последовательного управления;

АСУ ТП - Автоматизированные Системы Управления Технологическими Процессами.

Системы класса B - это системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия. Системы класса B предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия оперативных (тактических) решений, оказывающих влияние на ограниченный круг видов деятельности или небольшой период работы предприятия.

В некотором смысле к таким системам принято относить те, которые находятся на уровне технологического процесса, но с технологией напрямую не связаны. В перечень основных функций систем (подсистем) данного класса можно включить:

выполнение учетных задач, возникающих в деятельности предприятия;

сбор, предварительную подготовку данных, поступающих в КИС из систем класса A, и их передачу в системы класса C;

подготовку данных и заданий для автоматического исполнения задач системами класса A.

С учетом прикладных функций этот список можно продолжить следующими пунктами:

управление производственными и человеческими ресурсами в рамках принятого технологического процесса;

планирование и контроль последовательности операций единого технологического процесса;

управление качеством продукции;

управление хранением исходных материалов и произведенной продукции по технологическим подразделениям;

управление техническим обслуживанием и ремонтом.

Эти системы, как правило, имеют следующие характерные признаки и свойства:

небольшой длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;

система оказывает влияние на небольшой период работы предприятия (в пределах от месяца до полугода);

наличием сопряжения с системами класса A и/или C.

Классическими примерами систем класса B можно считать:

MES - Manufacturing Execution Systems (системы управления производством);

MRP - Material Requirements Planning (системы планирования потребностей в материалах);

MRP II - Manufacturing Resource Planning (системы планирования ресурсов производства);

CRP - C Resource Planning (система планирования производственных мощностей);

CAD - Computing Aided Design (автоматизированные системы проектирования - САПР);

CAM - Computing Aided Manufacturing (автоматизированные системы поддержки производства);

CAE - Computing Aided Engineering (автоматизированные системы инженерного проектирования - САПР);

PDM - Product Data Management (автоматизированные системы управления данными);

SRM - Customer Relationship Management (системы управления взаимоотношениями с клиентами);

всевозможные учетные системы и т.п.

Одна из причин возникновения подобных систем - необходимость выделить отдельные задачи управления на уровне технологического подразделения предприятия.

Системы класса C - это системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия. Системы класса C предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия стратегических решений, оказывающих влияние на деятельность предприятия в целом. В круг задач решаемых системами (подсистемами) данного класса можно включить:

анализ деятельности предприятия на основе данных и информации, поступающей из систем класса B;

планирование деятельности предприятия;

регулирование глобальных параметров работы предприятия;

планирование и распределение ресурсов предприятия;

подготовку производственных заданий и контроль их исполнения.

наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;

интерактивность обработки информации;

повышенной длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;

длительным периодом принятия управляющего решения;

наличием существенных временной и параметрической зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми данными;

система оказывает влияние на деятельность предприятия в целом;

система оказывает влияние на значительный период работы предприятия (от полугода до нескольких лет);

наличием непосредственного сопряжения с системами класса B.

Классическими названиями системы класса B можно считать:

ERP - Enterprise Resource Planning (Планирование Ресурсов Предприятия);

IRP - Intelligent Resource Planning (системами интеллектуального планирования);

По типу принимаемого решения:

Информационно-справочные системы, которые просто сообщают информацию («экспресс», «сирена», «09»);

Информационно-советующая (справочная) система, представляет варианты и оценки по различным критериям этих вариантов;

Информационно-управляющая система, выходной результат не совет, а управляющее воздействие на объект.

По типу производства:

АСУ с дискретно-непрерывным производством;

АСУс дискретным производством;

АСУс непрерывным производством.

По назначению:

Военные АСУ;

Экономические системы (предприятия, конторы, управляющие властные структуры);

Информационно-поисковые системы.

По областям человеческой деятельности:

Медицинские системы;

Экологические системы;

Системы телефонной связи.

По типу применяемых вычислительных машин:

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ);

3. Основные функции автоматизированных информационных систем

сбор и оценка данных технического процесса - мониторинг;

управление некоторыми параметрами технического процесса;

связь входных и выходных данных - обратная связь, автоматическое управление.

Рис. 1. Основные функции системы управления

Управление - это функция, обратная мониторингу. В прямом смысле управление означает, что команды ЭВМ поступают к исполнительным механизмам для воздействия на физический процесс. Во многих случаях на параметры процесса можно воздействовать только опосредованно через другие параметры управления.

Системы дистанционного мониторинга и управления обычно определяют общим названием SCADA (от Supervisory Control And Data Acquisition - Дистанционное управление и сбор данных). SCADA - это очень широкое понятие и может относиться как к достаточно простому устройству, реализованному на одном компьютере, так и к сложной, распределенной системе, включающей центр управления, периферийные устройства и систему связи. Идея SCADA включает применение совершенных средств отобра¬жения, накопления данных и дистанционного управления, чаще всего понимаемого как диспетчерское, т.е. «ручное» управление, но не включает процедур регулирования или управления; последние, однако, очень часто входят в поставляемые системы SCADA в качестве основных функций или в качестве функций по выбору заказчика.

Применение базы данных процесса для мониторинга и управления

Для систематизации и уменьшения объема данных о процессе нужно рассмотреть природу соответствующей информации. Обычно это измеряемые величины или бинарные входные/выходные данные типа «включено/выключено» или «норма/авария». Благодаря регулярности такого представления входные данные можно обрабатывать универсальной программой сбора и интерпретации данных, которая работает на основе определенных параметров для каждого объекта. Параметры описания объектов хранятся в базе данных процесса, которая представляет собой центральный элемент программного обеспечения управляющей системы. Пример структуры базы данных процесса показан на рис. 2.

Программы для доступа к информации, хранящейся в базе данных, включают в числе прочего следующие подсистемы:

ввод данных и интерфейс с базой данных;

вывод данных, т.е. интерфейс между базой данных и выходом управляющей ЭВМ или исполнительных механизмов;

отображение данных;

интерфейс для ввода команд.

База данных процесса придает однородность и структуру хранимым данным. Датчики и исполнительные механизмы в системе управления процессом могут быть самых разнообразных типов. Температуры могут измеряться резистором с положительным температурным коэффициентом, термопарой и цифровым устройством. Соответственно, информация от датчиков может поступать к центральному процессору как в исходном формате, так и в виде пакетов данных, возможно, уже преобразованных к ASCII кодам. С помощью базы данных процесса каждое измеренное значение обрабатывается независимо и преобразуется к единой форме. Модули прикладных программ должны лишь обращаться к базе данных и не нуждаются в информации об особенностях датчиков и исполнительных механизмов. Замена одного датчика другим или же новой моделью не потребует перепрограммирования каких-либо модулей - достаточно введения новых управляющих параметров в базу данных. Обновление базы данных можно выполнять в оперативном режиме без отключения системы управления.

Рис. 2. Структура базы данных процесса реального времени и модули для доступа к данным

Абстрактное описание и отделения результатов измерений от методов, с помощью которых они получены, полезно, если некоторые характеристики этих величин могут меняться. При этом нет необходимости модифицировать программы или останавливать систему управления - достаточно всего лишь переопределить параметры преобразования, хранящиеся в базе данных.

Доступ к базе данных процесса, запросы и протоколы

Выбор (selection) определяет операцию для извлечения из базы данных только записей, удовлетворяющих заданным критериям.

Проекция (projection) -. это список интересующих полей записи базы данных.

Сортировка (sorting) означает упорядочение выбранных записей в соответствии с каким-нибудь критерием.

Операция по извлечению информации из базы данных называется запросом (query).

Протоколы аварийной сигнализации.

Специальный запрос - аварийный протокол - используется для поиска и вывода всех объектов базы данных, которые находятся в данный момент времени в аварийном состоянии. Этот протокол чрезвычайно важен для обслуживания и ремонта.

Протоколы обслуживания.

Еще одной важной составляющей работы производственного предприятия является техническое обслуживание приборов и оборудования. Примеры обслуживания - замена изношенных инструментов, калибровка датчиков, контроль уровней горючего и смазки. Операции по обслуживанию могут быть еще сложнее, вплоть до разборки целых агрегатов для проверки состояния и очистки их узлов. Этот тип обслуживания называется предупредительным ремонтом (preventive maintenance) и выполняется для поддержания оборудования в оптимальном рабочем состоянии. Ремонт дефектных или вышедших из строя устройств называется восстановительным ремонтом (corrective maintenance).

Анализ данных и тренды.

Операции управления, выполняемые с использованием базы данных

Существует важное практическое различие в автоматизированных функциях и управлении процессом с использованием базы данных и системами на основе ПЛК или местных регуляторов. Последние установлены непосредственно возле входов и выходов процесса и могут быстро реагировать на изменения во входных данных. База данных иерархической системы управления, напротив, имеет большое время реакции, поскольку информация должна проследовать по коммуникационным каналам вверх и вниз и пройти через несколько этапов обработки. Поэтому целесообразно программировать автоматические реакции на уровне центральной ЭВМ только в том случае, когда нужно сравнить несколько параметров и эту операцию нельзя выполнить локально. Связанные контуры управления нельзя реализовать в виде системы распределенного прямого цифрового управления. В этом случае нужно принимать во внимание вероятность значительной перегрузки каналов связи.

Заключение

автоматизированная информационная система

В результате выполнения данной работы были сделаны следующие выводы.

Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое.

Информационная система - это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

АИС - это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированную подготовку, поиск и обработку информации в рамках интегрированных сетевых, компьютерных и коммуникационных технологий для оптимизации экономической и другой деятельности в различных сферах управления.

Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку. При этом АИС состоит из двух подсистем: функциональной и обеспечивающей.

Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Системы, применительно к АСУ, могут быть проклассифицированы по ряду признаков. Системы делятся на примитивные элементарные (для них строятся автоматические системы управления) и большие сложные.

Список литературы

Гейтс Б. Бизнес со скоростью мысли. - М.: ЭКСМО-Пресс, 2005. - 73 с.

Густав О., Джангуидо П. Цифровые системы автоматизации и управления. - СПб.: Невский Диалект, 2005. - 557 с.

Друкер П. Задачи менеджмента в ХХI веке. - М.: Вильямс, 2006. - 153 с.

Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. и др. - СПб: Питер, 2005. - 640 с.

Симонович С., Евсеев Г., Алексеев А. Общая информатика. - М.: АСТ-Пресс, 2006. - 592 с.

Уилсон С., Мэйплс Б., Лэндгрейв Т. Принципы проектирования и разработки программного обеспечения. - М.: Русская Редакция, 2005. - 249 с.

Устинова Г.М. Информационные системы менеджмента / Учебное пособие. - СПб: ДиаСофт ЮП, 2004. - 368 с.

База данных

5.1 Характеристика современных автоматизированных информационных систем (АИС).

Процессы обработки информации всегда являлись основой человеческой деятельности и объединение таких процессов с информационными ресурсами,

со временем стали называть информационными системами (ИС). ИС– это комплекс, состоящий из информационной базы (хранилища информации) и процедур, позволяющих накапливать, хранить, корректировать, осуществлять поиск, обработку и выдачу информации. С появлением вычислительной техники ИС пережили качественный, революционный процесс развития превратившись в автоматизированные информационные системы (АИС),т.е. –

информационные системы, физической и функциональной компонентами которых является программно-технический комплекс и средства связи.

Современные АИС представляют собой чрезвычайно сложные человекомашинные комплексы, интегрированные (неразрывно связанные) в национальную и мировую информационные среды. Именно эта интеграция и создает эффективную научно-техническую базу информационного общества, так как изолированные АИС в настоящее время малоэффективны.

Эффективность АИС во многом определяется их качеством и доверием к ним пользователей. Качество изделий, процессов проектирования, производства и услуг является одной из узловых проблем, определяющей уровень жизни человека и состояние народного хозяйства, что полностью относится и к области информационных технологий. В АИС входят следующие основные компоненты:

аппаратные средства вычислительной техники;

аппаратные средства телекоммуникации (связи);

программные средства реализации функций АИС;

информационные базы данных (БД);

документация, регламентирующая функции и применение всех компонент АИС;

специалисты, обслуживающие и использующие программно-технические средства.

Аппаратные компоненты АИС имеют достаточно универсальный характер и относительно слабо зависят от функционального назначения конкретной информационной технологии. Хотя при их выборе всегда учитывается ряд технических характеристик, анализ и испытания этих компонент могут

проводиться достаточно традиционными методами и средствами, разработанными в области сложного приборостроения.

Остальные компоненты АИС составляют их интеллектуальную часть, определяющую назначение, функции и качество решения задач в конкретной области человеческой деятельности. Эти компоненты могут отличаться принципиальной новизной, большим разнообразием характеристик, которые трудно формализуются и требуют глубокого исследования методов проверки их значений.

Архитектурная, техническая и программно-информационная совместимость различных АИС может быть обеспечена только путем стандартизации и сертификации программно-технических средств в соответствии с требованиями международных и государственных стандартов. Для этого необходима стандартизация, сертификация и каталогизация средств, процессов и услуг, а также проведение единой технической политики при создании (приобретении) совместимых аппаратных и программных средств, организации взаимодействия и интеграции АИС различных уровней и назначения.

Любая реальная АИС действует в окружающей ее информационной среде, которую часто называют инфраструктурой.

Под инфраструктурой автоматизированных информационных системобычно понимают телекоммуникационные сети и связываемые ими объекты: серверы, автоматизированные рабочие места, каталоги сетевых информационных ресурсов и т.п. Информационными ресурсамиявляются информационные базы (банки и базы данных) различного назначения и другие информационные структуры.

В информационном обществе автоматизированные информационные системы используются практически во всех областях человеческой деятельности. Далее будет приведена классификация АИС по признаку их применения:

автоматизированная система управления (АСУ) – организационно-техническая система, созданная с применением автоматизированных информационных технологий для повышения эффективности процессов управления различными объектами;

автоматизированная система научных исследований (АСНИ) –

автоматизированная информационная система, предназначенная для информационно – аналитического обеспечения научно-исследовательских работ;

экспертная система – автоматизированная информационная система, которая использует экспертные знания для обеспечения высокоэффективного решения задач в узкой предметной области;

автоматизированная система контроля измерений (АСКИ) –автоматизированная информационная система, предназначенная для сбора, анализа и хранения показателей, которые считываются с контрольно-измерительных приборов;

система автоматизированного проектирования (САПР) – организационно-

техническая система, состоящая из программно-технического комплекса автоматизации проектирования, пользователями которого являются сотрудники подразделений проектной организации;

автоматизированная система обучения – автоматизированная информационная система, которая включает в себя преподавателя, студентов, комплекс учебнометодических и дидактических материалов, автоматизированную систему обработки данных и предназначенная для поддержки процесса обучения с целью повышения его эффективности;

автоматизированная справочная система – справочное руководство, содержание которого создается, хранится и доводится до пользователя с использованием автоматизированных информационных технологий;

автоматизированная библиотечная система – автоматизированная информационная система, обеспечивающая доступ к данным библиотечных каталогов и фондов, а также сбор, обработку и хранение соответствующей информации;

автоматизированная система перевода – автоматизированная система,

предназначенная для перевода текстов с одного языка на другой, составной частью такой системы является автоматизированный словарь;

автоматизированная информационная юридическая система –автоматизированная информационная система в предметной области юриспруденции;

автоматизированные системы военного назначения – АИС, предназначенные для управления боевыми действиями, военными объектами, системами ПВО и т.д.

Разумеется можно привести еще много примеров АИС, но данный перечень имеет достаточно представительный характер.

Практически все АИС имеют в своем составе следующие компоненты:

физическая компонента – материальная основа носителя информационной системы;

информационная компонента – организованная определенным образом система записей данных (информационная база), характеризующаяся определенным языком, на котором выполнены образующие ее записи;

функциональная компонента – система процедур управления, обновления, поиска и завершающей обработки данных.

распределенной.

АИС и ее компоненты могут быть сосредоточены в одном месте, если взаимодействие между компонентами АИС (или между частями одного компонента) происходит посредством каналов связи, то такая АИС называется

5.2 Информационное обеспечения АИС.

Информационные ресурсы

Информационные фонды

Сбор, упорядочение, хранение, обработку и выдачу пользователям информационных ресурсов осуществляют АИС. Под информационным обеспечением АИС понимается система реализованных решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АИС при ее функционировании. Специфическими формами организации информации в АИС являются:

– совокупности программных и

языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных, обеспечения многопользовательского доступа к данным. В СУБД информация описывается с помощью метаданных – данных, которые являются описанием других данных, их характеристик, местонахождения, способов использования и тому подобное.

Хранилища данных отличаются от традиционных БД тем, что они проектируются для поддержки процессов принятия решений, а не просто для эффективного сбора и обработки данных. Как правило хранилище содержит многолетние версии обычной БД, физически размещаемые в той же самой базе. Данные в хранилище не обновляются на основании отдельных запросов пользователей. Вместо этого вся база данных периодически обновляется целиком. Хранилища данных могут быть очень внушительных размеров. Например банк Chase Manhatten Bank имеет хранилище объемом более 560 Гбайт, компания MasterCard OnLine – 1200 Гбайт.

5.7 Информационное обеспечение АИС

Основные понятия

Во всех областях человеческой деятельности, где необходимо проводить исследования, анализ, выработку и принятие решений с последующим их контролем – основным ресурсом этих действий является информация. Информационные ресурсы – это все виды информации, доступные

пользователю и необходимые для выполнения стоящих перед ним задач и (или) повышающие эффективность его деятельности.

Если провести аналогию с природными и производственными ресурсами, то можно сказать, что для превращения природных ресурсов (полезные ископаемые, вода и т.д.) в производственные их подвергают определенной первичной обработке, например, обогащение полезных ископаемых. Информационные ресурсы, для того, чтобы они могли быть использованы в вышеперечисленных процессах, также должны быть подвергнуты определенной обработке. После первичной обработки они накапливаются в информационных фондах предприятий, организаций и др. Информационные фонды – это информационные ресурсы, организованные специальным образом для повышения эффективности информационной работы.

Сбор, упорядочение, хранение, обработку и выдачу пользователям информационных ресурсов осуществляют АИС. Под информационным

обеспечением АИС понимается система реализованных решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АИС при ее функционировании. Специфическими формами организации информации в АИС являются:

база данных (БД) – поименованная, целостная, единая система данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных;

база знаний (БЗ) – формализованная система сведений о некоторой предметной области, содержащая данные о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений и правила использования в задаваемых ситуациях этих данных для принятия новых решений.

В БЗ центральным понятием является – представление знаний в информационных системах, т.е. формализация метапроцедур, используемых биологическими объектами при решении интеллектуальных задач.

В современных АИС все средства обработки данных организовываются в

виде системы управления базами данных (СУБД)– совокупности программных и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных, обеспечения многопользовательского доступа к данным. В СУБД информация описывается с помощью метаданных– данных, которые являются описанием других данных, их характеристик, местонахождения, способов использования и тому подобное.

Кроме того вводится понятие – автоматизированного банка данных (АБД), как совокупности системы управления базами данных и конкретной базы (баз) данных, находящейся (находящихся) под ее управлением.

В последнее время в публикациях по информационным системам все чаще стало использоваться понятие хранилища данных, которые работают по принципу центрального склада. Хранилища данных отличаются от традиционных БД тем, что они проектируются для поддержки процессов принятия решений, а не просто для эффективного сбора и обработки данных. Как правило хранилище содержит многолетние версии обычной БД, физически размещаемые в той же самой базе. Данные в хранилище не обновляются на основании отдельных запросов пользователей. Вместо этого вся база данных периодически обновляется целиком.

5.3 Базы данных (БД).

База данных (БД, database) - поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Эта вычислительная система может быть мэйнфреймом - тогда доступ к ней организуется с использованием терминалов - или файловым сервером локальной сети ПК.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, которые хранятся в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступоми базы данных с сетевым доступом.

Для всех современных баз данных можно организовать сетевой доступ с многопользовательским режимом работы.

Централизованные базы данных с сетевым доступом могут иметь следующую архитектуру:

файл-сервер;

клиент-сервер базы данных;

"тонкий клиент" - сервер приложений - сервер базы данных (трехуровневая архитектура).

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (файловый сервер). На этот компьютер устанавливается операционная система (ОС) для выделенного сервера (например, Microsoft Windows Server 2003). На нем же хранится совместно используемая централизованная БД в виде одного или группы файлов. Все другие компьютеры сети выполняют функции рабочих станций

(могут работать в ОС Microsoft Windows 2000 Professional или Microsoft Windows 98). Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где и производится обработка информации (см. рис. 2.1 ). При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также локальные БД на рабочих станциях.

Клиент-сервер. В этой архитектуре на выделенном сервере, работающем под управлением серверной операционной системы, устанавливается специальное программное обеспечение (ПО) - сервер БД, например, Microsoft®SQL Server™или Oracle. СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Основа работы сервера БД - использование языка запросов (SQL). Запрос на языке SQL, передаваемый клиентом (рабочей станцией) серверу БД, порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту (см.рис. 2.2 ). Тем самым, количество передаваемой по сети информации уменьшается во много раз.

Трехуровневая архитектура функционирует в Интранет- и Интернет-сетях. Клиентская часть ("тонкий клиент"), взаимодействующая с пользователем, представляет собой HTML-страницу в Web-браузере либо Windowsприложение, взаимодействующее с Web-сервисами. Вся программная логика вынесена на сервер приложений, который обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу баз данных. Сервер приложений может быть Web-сервером или специализированной программой

(например, Oracle Forms Server).

Иерархические базы данных

В основе данной модели - иерархическая модель данных. В этой модели имеется один главный объект и остальные - подчиненные - объекты, находящиеся на разных уровнях иерархии. Взаимосвязи объектов образуют иерархическое дерево с одним корневым объектом.

Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева. Автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя

Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является

Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в1968 г. До сих пор поддерживается много баз данных этой системы.

Сетевые базы данных

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического.

В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

В сетевой модели данных любой объект может быть одновременно и главным, и подчиненным, и может участвовать в образовании любого числа взаимосвязей с другими объектами. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно - из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи

Реляционные системы

Реляционные системы далеко не сразу получили широкое распространение. В то время как основные теоретические результаты в этой области были получены еще в 70-х годах и тогда же появились первые прототипы реляционных СУБД, долгое время считалось невозможным добиться эффективной реализации таких систем. Однако постепенное накопление методов и алгоритмов организации реляционных баз данных и управления ими привели к тому, что уже в середине 80-х годов реляционные системы практически вытеснили с мирового рынка ранние СУБД.

Реляционная модель данных основывается на математических принципах, вытекающих непосредственно из теории множеств и логики предикатов. Эти принципы впервые были применены в области моделирования данных в конце 1960-х гг. доктором Е.Ф. Коддом, в то время работавшим в IBM, а впервые опубликованы - в1970 г..

Техническая статья "Реляционная модель данных для больших разделяемых банков данных" доктора Е.Ф. Кодда, опубликованная в1970 г., является родоначальницей современной теории реляционных БД. Доктор Кодд определил 13 правил реляционной модели (которые называют 12 правилами Кодда).

Постреляционные базы данных

В настоящее время известны также так называемые "постреляционные" СУБД, в основе которых лежат модель данных в виде многомерных таблиц (например в системеCache фирмы InterSystems Сorporation) и широкое использование принципов объектно-ориентированного подхода при организации баз данных и программировании.

В локальных и глобальных компьютерных сетях широко применяются серверы: компьютеры и программные средства для обслуживания клиентов - рабочих станций и/или других серверов.

Примерами серверов могут быть:

файловый сервер, поддерживающий общее хранилище файлов для всех рабочих станций;

интернет-сервер, обеспечивающий предоставление информации в глобальной сети Интернет;

почтовый сервер, обеспечивающий работу с электронной почтой;

сервер баз данных - СУБД, которая принимает запросы по локальной сети и возвращает информацию, соответствующую запросу.

Термин "сервер баз данных" обычно используют для обозначения всей СУБД, основанной на архитектуре "клиент-сервер", включая и серверную, и клиентскую части. Наиболее распространенными серверами являются в настоящее время Microsoft SQL Server, Oracle, IBM DB2 Universal DataBase, Informix и др. Размер одной базы данных на этих серверах может достигать миллиона терабайт.

Распределенные базы данных

Основная задача систем управления распределенными базами данных состоит в обеспечении средства интеграции локальных баз данных, располагающихся в некоторых узлах вычислительной сети, с тем, чтобы пользователь, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим базам данных как к единой базе.

Возможны однородные и неоднородные распределенные базы данных. В однородном случае каждая локальная база данных управляется одной и той же СУБД. В неоднородной системе локальные базы данных могут относиться даже к разным моделям данных. Сетевая интеграция неоднородных баз данных - очень сложная проблема. Многие решения известны на теоретическом уровне, но пока не удается справиться с главной проблемой: недостаточной эффективностью интегрированных систем. Более успешно решается промежуточная задача - интеграция неоднородных SQL-ориентированных систем. Этому в большой степени способствует стандартизация языка SQL.

Примером распределенной СУБД может служить System R* . В данной системе разработчики прикладных программ и конечные пользователи остаются в среде языка SQL. Возможность использования SQL основывается на обеспечении System R* прозрачности местоположения данных. Система автоматически обнаруживает текущее местоположение упоминаемых в запросе пользователя объектов данных; одна и та же прикладная программа, включающая предложения SQL, может быть выполнена в разных узлах сети. При этом в каждом узле сети на этапе компиляции запроса выбирается наиболее оптимальный план выполнения запроса в соответствии с расположением данных в распределенной системе.

5.4 Системы управления базами данных (СУБД).

Система управления базами данных (СУБД) – это важнейший компонент АИС, основанной на базе данных. СУБД необходима для создания и поддержки базы данных информационной системы в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке – транслятор. Программные составляющие СУБД включают в себя ядро и сервисные средства (утилиты).

Ядро СУБД – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания БД, то есть универсальная часть, решающая стандартные задачи по информационному обслуживанию пользователей.Сервисные программы предоставляют пользователям ряд

дополнительных возможностей и услуг, зависящих от описываемой предметной области и потребностей конкретного пользователя.

Системой управления базами данных называют программную систему,

предназначенную для создания на ЭВМ общей базы данных для множества приложений, поддержания её в актуальном состоянии и обеспечения эффективного доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий.

Для инициализации базы данных разработчик средствами конкретной СУБД описывает логическую структуру БД, её организацию в среде хранения и представления данных пользователями (соответственно концептуальную схему БД, схему хранения и внешние схемы). Обрабатывая эти схемы, СУБД создаёт

Информационная система (ИС) – это взаимосвязанная совокупность средств, методов, персонала, используемая для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели. Для описания системы используют такие понятия, как:

· структура (множество элементов и взаимосвязей между ними);

· входы и выходы (материальные, финансовые и информационные потоки, входящие в систему и выводимые ею);

· законы поведения (функции, связывающие входы и выходы системы);

· цели и ограничения (процессы функционирования системы, описываемые рядом переменных; на отдельные переменные обычно накладываются ограничения).

Под управлением понимают изменение состояния системы, ведущее к достижению поставленной цели. Процесс управления системой определяется целями управления, окружающей обстановкой и внутренними условиями.

Информационный обмен, который лежит в основе процесса управления системой, заключается в циклическом осуществлении следующих процедур:

· сбора информации о текущем состоянии управляемого объекта;

· анализа полученной информации и сравнения текущего состояния объекта с желаемым;

· выработки управляющего воздействия с целью перевода управляемого объекта в желаемое состояние;

· передачи управляющего воздействия объекту.

Автоматизированная информационная система (АИС) – это комплекс, который включает компьютерное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства, информационные ресурсы, а также системный персонал, обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей и для принятия решений.

Структура АИС:

1. – инфраструктура, обеспечивающая реализацию информационных процессов сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации. ИТ предназначены для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности.

2. Функциональные подсистемы и приложения – специализированные программы, предназначенные обеспечить обработку и анализ информации для целей подготовки документов, принятия решений в конкретной функциональной области на базе ИТ.

3. Управление ИС – компонент, который обеспечивает оптимальное взаимодействие ИТ, функциональных подсистем и связанных с ними специалистов, развитие их в течение жизненного цикла ИС.

Каждая АИС ориентирована на ту или иную предметную область. Под предметной областью понимают область проблем, знаний, человеческой деятельности, имеющую определенную специфику и круг фигурирующих в ней предметов. При этом каждая автоматизированная система ориентирована на выполнение определенных функций в соответствующей ей области применения.

Классифицировать информационные системы достаточно сложно из-за их разнообразия и постоянного развития структур и функций. В качестве признаков классификации используются: область применения, охватываемая территория, организация информационных процессов, направление деятельности, структура и др.

По территориальному признаку АИС классифицируются на международные, общегосударственные, геоинформационные, области, республики, округа, города, района и т.д.

По сфере применения различают АИС в экономике, в промышленности, в торговле, на транспорте, в правовой сфере, в медицине, в учебных заведениях и т.п.

В рамках одной сферы АИС можно классифицировать по видам деятельности. Так, например, все правовые информационные системы можно условно разбить на АИС, используемые в правотворчестве, правоприменительной практике, правоохранительной деятельности, правовом образовании и воспитании. Конечно, подобного рода классификация достаточно условна, так как одни и те же АИС могут использоваться в различных видах правовой деятельности.

Можно классифицировать правовые информационные системы с точки зрения правового образования, в рамках которого они сложились и задачи которого решают в процессе своего функционирования, — автоматизированные системы органов прокуратуры, юстиции, судов и др.

Один из основных подходов к классификации автоматизированных систем правовой информации (АСПИ) связан с видами обрабатываемой социально-правовой информации.

При классификации автоматизированных систем правовой информации можно выделить АСПИ, основанные на системе нормативных правовых актов (например, информационно-поисковые по законодательству). Для этих систем проблемы систематизации информации связаны с вопросами классификации и систематизации нормативных правовых актов.

С другой стороны, можно выделить системы, аккумулирующие и обрабатывающие разнообразную социально-правовую информацию ненормативного характера: криминологическую, криминалистическую, судебно-экспертную, оперативно-розыскную, научную правовую и др.

С точки зрения разработки автоматизированных систем в области права выделяются классификации на документированную и иную правовую информацию.

Документированная информация (документ) – зафиксированная на материальном носителе информация с реквизитами, позволяющими ее идентифицировать. Указанные реквизиты являются основными основаниями для классификации обрабатываемой информации.

Фактографическая информация – это описание выбранных характеристик, свойств объектов, информация о которых собирается, систематизируется и обрабатывается в данной информационной системе. Для каждой характеристики должна быть точно определена форма ее представления в системе (текстовая, графическая, звуковая и т.д.). Вид хранимой и обрабатываемой автоматизированной системой информации во многом определяет ее программно-техническое решение.

Вся документированная правовая информация может быть официальной и неофициальной . К официальной правовой информации относятся сведения и данные о праве или о законодательстве в широком смысле слова, то есть обо всех действующих и уже прекративших действие нормативных актах. В автоматизированных системах, основанных на официальной правовой информации, большую роль играет ее классификация по источникам права: законы Российской Федерации, нормативные акты правительства страны и правительств республик, министерств и ведомств страны и республик и местных органов государственной власти и государственного управления, общественных организаций и др.

В качестве неофициальной правовой информации, лежащей в основе функционирования АСПИ, рассматриваются все сведения и данные о праве и связанных с ним явлениях, которые отражены в юридической научной литературе, не являющейся официальной (юридических монографиях, учебниках, статьях, обзорах, докладах, справочниках и других материалах), и сведения, содержащиеся в материалах, полученных от предприятий, учреждений, общественных организаций, граждан и других источников.

Следует заметить, что информация, полученная в результате работы автоматизированной системы, хранящей и обрабатывающей официальную правовую информацию, не будет являться официальной.

Большое значение, с точки зрения создания и функционирования АИС, имеет классификация информации по степени доступа на открытую и ограниченного доступа . Использование подобного рода информации в автоматизированных системах требует организации технической и программной защиты ее от несанкционированного доступа.

Существуют классификации АСПИ по виду используемых технических (на каком классе вычислительных машин функционируют), программных (под управлением какой операционной системы работают, с помощью каких программных средств созданы), лингвистических средств, а также логико-математических методов, лежащих в основе процесса обработки информации. Кроме того, автоматизированные системы правовой информации можно классифицировать по требованию к уровню подготовки пользователей (для специалистов, для широкого круга пользователей).

Опыт практического применения АИС показал, что наиболее точной, соответствующей самому назначению АИС следует считать классификацию по степени сложности технической, вычислительной, аналитической и логической обработки используемой информации. При таком подходе к классификации можно наиболее тесно связать АИС и соответствующие информационные технологии.

Соответственно можно выделить следующие виды АИС:

1. Автоматизированные системы обработки данных (АСОД).

2. Автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС).

3. Автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС).

4. Автоматизированные информационно-логические системы (АИЛС).

5. Автоматизированные рабочие места (АРМ).

6. Автоматизированные системы управления (АСУ).

7. Автоматизированные системы информационного обеспечения (АСИО).

8. Экспертные Системы (ЭС) и системы поддержки принятия решений.

Остановимся на более подробной характеристике перечисленных в классификации типов АИС.

1. Автоматизированные системы обработки данных (АСОД) предназначены для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются входные данные, известны алгоритмы и стандартные процедуры обработки. АСОД применяются в целях автоматизации повторяющихся рутинных операций управленческого труда персонала невысокой квалификации. Как самостоятельные информационные системы АСОД в настоящее время практически не используются, но вместе с тем они являются обязательными элементами большинства сложных информационных систем, таких, как АИСС, АРМ, АСУ. В частности, ОВД АСОД используются для статистической обработки информации по заданным формам отчетности.

2. Под автоматизированной информационно-поисковой системой (АИПС) в области права будем понимать автоматизированную информационную правовую систему предназначенную для сбора, систематизации, хранения и поиска правовой информации по запросам пользователей.

АИПС используются для накопления и постоянного корректирования больших массивов информации о лицах, фактах и предметах, представляющих интерес. Эти системы работают преимущественно по принципу «запрос – ответ», поэтому обработка информации в них связана в основном не с преобразованием первичных данных, а с их поиском. Принципиальную особенность АИПС составляет понятие «информационный поиск».

Информационный поиск – это процесс отыскания в каком-то множестве тех сведений, которые посвящены указанной в информационном запросе теме (предмету), информация о которой необходима пользователю.

Автоматизированные информационно-поисковые системы принято подразделять на документальные и фактографические. Такое деление основано на различии объектов поиска. В документальных – объектами поиска являются документы, их копии или библиографическое описание. В фактографических – искомыми объектами могут быть записи, характеризующие конкретные факты или явления.

3. Автоматизированная информационно-справочная система (АИСС) в области права – это автоматизированная система правовой информации, предназначенная для хранения документированной и фактографической информации и выдачи справок по узким тематическим разделам. Характерной особенностью этих систем является требование отсутствия информационного «шума» в результатах обработки данных. Отсутствие «шума» является следствием очень детальной предварительной обработки вводимых в систему массивов информации. Очевидно, что подобная обработка должна проводиться специалистами той области, в рамках которой функционирует информационно-справочная система, а ручная обработка информации существенно ограничи-вает предметную область системы.

Провести четкое различие между информационно-поисковыми и информационно-справочными системами в последнее время становится затруднительно.

Это происходит вследствие того, что разработчики используют все более совершенные технологии информационного поиска, которые позволяют существенно уменьшить величину «информационного шума» в результатах работы информационной системы. С другой стороны, современные сложные информационно-поисковые системы реализуют и функции информационно-справочных систем по точной обработке и поиску справочной информации.

Использование информационно-поисковых и справочных систем правовой информации в различных областях деятельности имеет свои особенности и соответственно определяет специфические задачи и требования, которые позволяют говорить о них не только как о поисковом инструменте.

Выделяют четыре основные сферы применения этих систем:

· систематизация и исследование проблем законодательства;

· законотворчество;

· правоприменительная практика;

· правовое образование.

Для успешного решения проблем систематизации законодательства необходима предварительная классификация правового материала. Особую роль при этом играет предметная классификация нормативных актов. Работа эта осуществляется на основе специальных тематических классификаторов (например, общеправовой классификатор отраслей законодательства).

Следует отметить неоспоримое преимущество автоматизированных информационно-поисковых систем при анализе связей между различными нормативными правовыми актами. Эта работа, достаточно кропотливая, если ее проводить вручную, становится простой и быстрой благодаря наличию во многих современных системах гипертекстовых ссылок между документами.

Автоматизированные информационно-поисковых системы предоставляют широкие возможности для систематизации правового материала: инкорпорации, кодификации и консолидации. Хронологическая и предметная инкорпорации существенно упрощаются с помощью автоматизированных информационно-поисковых систем, имеющих специальные хронологические и предметные классификаторы.

Облегчается работа по внесению официальных изменений в текст нормативных правовых актов.

В законотворческой деятельности использование автоматизированных информационно-поисковых систем также имеет большое значение. Эти системы играют роль незаменимого помощника для учета предшествующего законодательства на этапе разработки новых нормативных актов. Необходимость увязки всех вновь создаваемых нормативных актов с уже действующими, недопущение повторений одних и тех же норм в различных правовых актах, признание определенных нормативных актов утратившими силу – работа очень трудоемкая. Ручной отбор необходимых правовых документов может не только занять достаточно длительное время, но и привести к тому, что многие нормативные акты останутся вне поля зрения специалистов. Машинный поиск существенно повышает оперативность подготовки новых нормативных актов и перечней нормативных актов, утративших силу.

Наибольшее применение автоматизированные информационно-поисковые системы находят в правоприменительной деятельности.

Получение необходимых нормативных правовых документов из средств массовой информации требует больших временных затрат. Эта задача становится еще более сложной, если речь идет о различных ведомственных нормативных актах, которые далеко не всегда издаются в периодической печати.

С использованием информационно-поисковых систем задача быстрого подбора необходимых документов существенно упрощается. Более того, среди людей, работающих с правовой информацией, в последнее время сильно выросло число специалистов, не имеющих специального юридического образования. Стоя перед необходимостью решения конкретного правового вопроса, многие из них не знают, какие конкретно нормативные правовые акты регулирует этот вопрос. Такие проблемы нередко возникают и перед юристами, не являющимися специалистами в рассматриваемой правовой области. Этих трудностей можно избежать, воспользовавшись различными поисковыми возможностями, предоставляемыми современными автоматизированными системами правовой информации. Системы классификации (хронологические, тематические, по реквизитам документов и т.п.) таких компьютерных баз позволяют на хорошем уровне решать многие задачи.

4. Автоматизированные информационно-логические системы (АИЛС) предназначены для решения на основе систематизированной правовой информации различного вида простейших логических задач. В результате работы систем этого класса происходит не только поиск необходимой при решении задач правовой информации (как в информационно-поисковых), но и с помощью определенных логических процедур синтез новых сведений, не содержащихся явно в отобранной правовой информации. Приведем более точное определение таких систем.

Информационно-логическими системами правовой информации называются автоматизированные информационные правовые системы, призванные на базе хранящегося в них, специально систематизированного массива правовой информации с помощью специальных логических процедур решать задачи анализа правовой информации.

5. Автоматизированные рабочие места (АРМ) — индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста. В состав АРМ входят, как правило, персональный компьютер, принтер, графопостроитель, сканер и другие устройства, а также прикладные программы, призванные решать конкретные задачи из профессиональной деятельности. Понятие АРМ не является до конца устоявшимся. Так, иногда под АРМ понимают только рабочее место, оборудованное всеми аппаратными средствами, необходимыми для выполнения определенных функций.

Также можно встретить понятие АРМ как условного названия программного пакета, предназначенного для автоматизации рабочего процесса.

Поскольку АРМ отличаются от АИСС и АИПС развитыми функциональными возможностями, последние могут входить в состав АРМ в качестве подсистем.

Обычно различают три способа построения АРМ в зависимости от структуры исполнения – индивидуального пользования, группового пользования и сетевой. Следует лишь заметить, что сетевой способ построения кажется наиболее перспективным, поскольку позволяет получать информацию из удаленных банков данных, вплоть до федерального и международного уровня, а также обмениваться интересующей информацией между структурными подразделениями, не прибегая к другим средствам связи.

6. Автоматизированные системы управления (АСУ) — комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации управления различными объектами. Основная функция АСУ – обеспечение руководства информацией. Автоматизированная система управления обеспечивает автоматизированный сбор и передачу информации об управляемом объекте, переработку информации и выдачу управляемых воздействий на объект управления.

7. Системы, в которой реализованы определенные логические алгоритмы, можно назвать автоматизированной системой информационного обеспечения (АСИО).

8. Экспертные системы (ЭС) относятся к системам искусственного интеллекта. Эти системы способны накапливать, обрабатывать знания из некоторой предметной области, на их основе выводить новые знания и решать на основе этих знаний практические задачи, объясняя ход решения. С помощью экспертных систем решаются задачи неформализованные, слабо структурируемые, алгоритмы решения которых не существуют в силу неполноты, неопределенности, неточности, расплывчатости рассматриваемых ситуаций и знаний о них.

С точки зрения систематизации законодательства в экспертных системах должна быть реализована система сведений и данных, содержащихся в нормах права, в отличие от систематизации нормативных правовых актов в информационно-поисковых системах.

В настоящее время большое количество экспертных систем в области права уже созданы для решения конкретных правовых задач и успешно функционируют. Эти системы при решении определенного класса задач могут заменить собой эксперта-юриста. Привлекая знания экспертов, заложенные в их информационный банк данных, они объясняют, аргументируют и делают выводы.

Функционирование экспертной системы связано с решением трех основных проблем:

· проблемы передачи знаний от экспертов-людей компьютерной системе;

· проблемы представления знаний, то есть реконструирования массива знаний в определенной правовой области и представления его как структуры знаний в памяти компьютера;

· проблемы использования знаний.

Необходимость глубокой и подробной формализации процесса принятия решения для моделирования его в компьютерной системе приводит к тому, что пока экспертные системы такого рода создаются программистами и экспертами-юристами для решения конкретных вопросов в достаточно ограниченных правовых областях, то есть являются узко специализированными. Пользователями таких систем являются юристы-практики, сталкивающиеся с правовыми проблемами, находящимися вне области их компетенции, и особенно пользователи — не юристы.

В перспективе экспертные системы могут эффективно использоваться и в практике систематизации законодательства для решения следующих проблем:

· выявления и устранения путем экспертного толкования противоречивых правовых предписаний в актах различной юридической силы;

· выявления и восполнения правовых пробелов с помощью аналогии права, аналогии закона;

· доктринального (неофициального) толкования нечетко сформулированных в правовых актах правил, понятий, принципов.

Перечисленные виды информационных систем могут входить составными частями в более сложные информационные образования.

Информационные технологии входят в состав АИС.

Информационные технологии (ИТ) – это комплекс методов переработки разрозненных исходных данных в надежную и оперативную информацию для принятия решений с помощью аппаратных и программных средств с целью достижения оптимальных параметров объекта управления.

В условиях рыночных отношений все возрастающий спрос на информацию и информационные услуги привел к тому, что технология обработки информации стала ориентироваться на применение самого широкого спектра технических средств и прежде всего компьютеров и средств коммуникации.

На их основе создавались компьютерные 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 ИТ.

Развитие рыночных отношений привело к появлению новых видов предпринимательской деятельности и прежде всего к созданию фирм, занятых информационным бизнесом, разработкой информационных технологий, их совершенствованием, распространением компонентов ИТ, в частности программных продуктов, автоматизирующих информационные и вычислительные процессы.

К числу компонентов ИТ относят также компьютерную технику, средства коммуникаций, офисное оборудование и специфические виды услуг – информационное, техническое и консультационное обслуживание, обучение и т.п.

Существует большое разнообразие АИС, отличающихся своей ориентацией на уровень управления, сферу функционирования экономического объекта, на тот или иной характер процесса управления, вид поддерживаемых информационных ресурсов, архитектуру, способы доступа к системе и др.

информационный управление автоматизированный

Автоматизированная информационная система (АИС) - это комплекс, который включает компьютерное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства, информационные ресурсы, предназначенных для сбора, подготовки, хранения, обработки и предоставления информации, а также системный персонал, обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей и для принятия решений.

АИС объединяет следующие составляющие:

Языковые средства и правила, используемые для отбора, представления и хранения информации, для отображения картины реального мира в модель данных, для представления пользователю необходимой информации;

Информационный фонд системы;

Способы и методы организации процессов обработки информации;

Комплекс программных средств, реализующих алгоритмы преобразования информации;

Комплекс технических средств, функционирующих в системе;

Персонал, обслуживающий систему.

Любая АИС функционирует в окружении внешней среды, являющейся для АИС источником входной и потребителем выходной информации. В пределах АИС, начиная со входа в систему и кончая выходом из нее, информационный поток проходит несколько этапов обработки.

С помощью АИС обеспечивается многовариантность расчетов, принимаются рациональные управленческие решения, в том числе в режиме реального времени, организуется комплексный учет и экономический анализ, достигаются достоверность и оперативность получаемой и используемой в управлении информации и т.д.

Основная цель АИС - хранение, обеспечение эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам для наиболее полного удовлетворения информационных запросов большого числа пользователей.

К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надежность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам.

Окупаемость означает затрату меньших средств, на получение эффективной, надёжной, производительной системы, возможностью быстрого решения поставленных задач. При этом считается, что срок окупаемости системы должен составлять не более 2-5 лет.

Надежность достигается использованием надёжных программных и технических средств, использования современных технологий. Приобретаемые средства должны иметь сертификаты и (или) лицензии.

Гибкость означает легкую адаптацию системы к изменению требований к ней, к вводимым новым функциям. Это обычно достигается созданием модульной системы.

Безопасность означает обеспечение сохранности информации, регламентация работы с системой, использование специального оборудования и шифров.

Дружественность заключается в том, что система должна быть простой, удобной для освоения и использования (меню, подсказки, система исправления ошибок и др.).

АИС разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков, относящихся как к системе в целом, так и к отдельным ее элементам. Каждая АИС ориентирована на ту или иную предметную область. Под предметной областью понимают область проблем, знаний, человеческой деятельности, имеющую определенную специфику и круг фигурирующих в ней предметов. При этом каждая автоматизированная система ориентирована на выполнение определенных функций в соответствующей ей области применения. Выделяются четыре типа АИС:

1. Охватывающий один процесс (операцию) в одной организации.

2. Объединяющий несколько процессов в одной организации.

3. Обеспечивающий функционирование одного процесса в масштабе нескольких взаимодействующих организаций.

4. Реализующий работу нескольких процессов или систем в масштабе нескольких организаций.

При создании АИС целесообразно максимально унифицировать организуемые системы (подсистемы) для удобства их распространения, модификации, эксплуатации, а также обучения персонала работе с соответствующим ПО. Разработка АИС предполагает выделение процессов, подлежащих автоматизации, изучение их, выявление закономерностей и особенностей (анализ), что способствует определению целей и задач создаваемой системы. Затем осуществляется внедрение необходимых информационных технологий (синтез). Для успешного проведения проектно-организационных работ рекомендуется выявить несколько прототипов проектируемого объекта и устанавливаемых на нём программно-технических средств. На их основе разработать несколько вариантов. Затем из них выбирают альтернативные, из которых наконец - наилучшее решение.

В АИС обычно применяются автоматизированные рабочие места (АРМ) на базе персональных ЭВМ, распределённые базы данных, программные средства, ориентированные на конечного пользователя.

Основное назначение автоматизированных информационных систем не просто собрать и сохранить электронные информационные ресурсы, но и обеспечить к ним доступ пользователей. Одной из важнейших особенностей АИС является организация поиска данных в их информационных массивах (базах данных). Поэтому АИС практически являются автоматизированными информационно-поисковыми системами (АИПС) - программный продукт, предназначенный для реализации процессов ввода, обработки, хранения, поиска, представления данных т. п. АИПС бывают фактографическими и документальными.

1) Фактографические АИПС обычно используют табличные реляционные БД с фиксированной структурой данных (записей).

2) Документальные АИПС отличаются неопределённостью или переменной структурой данных (документов). Для их разработки обычно применяются оболочки АИС.

Способами обеспечения автоматизированных информационных систем и их технологий являются программное, техническое, лингвистическое, организационное и правовое обеспечение, используемые или создаваемые при проектировании информационных систем и обеспечивающие их эксплуатацию.

1) Программное обеспечение представляет инструментальную среду программистов, прикладные программы для соответствующих ЭВМ и установленные на них операционные системы. Это языки программирования, операционные системы, сетевое программное обеспечение, редакторы (текстовые, связей, табличные и др.), библиотеки программ, трансляторы, утилиты и др. Главными среди них являются программные комплексы АИС - системы управления базами данных (СУБД). Их оболочки - это автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС) широкого применения.

2) Техническое обеспечение АИС включает средства ввода, обработки, хранения, поиска и передачи / приёма информации. Ввод, обработка и хранение данных - стандартные составляющие ЭВМ. Поиск информации осуществляется на основе использования специального ПО. Средства передачи информации представляют собой сетевое и телекоммуникационное оборудование ЭВМ, системы и средства связи.

3) К лингвистическому обеспечению обычно относят:

Типы, форматы, структура информации (данных, записей, документов);

Языковые средства описания (ЯОД, словари данных) и манипулирования данными (ЯМД);

Классификаторы, кодификаторы, словари, тезаурусы и т.п.

4) В состав организационного обеспечения АИС входят структурные подразделения организации, её использующей, осуществляющие управление технологическими процессами и поддержку работоспособности системы, а также документация для обеспечения эксплуатации и развития системы.

5) Правовое обеспечение АИС - это совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и функционировании АИС. На этапе разработки АИС оно включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика системы, с регулированием отклонений процесса разработки системы, с обеспечением процесса разработки различными ресурсами. На этапе эксплуатации системы - определяет её статус в процессе управления, правовые положения компетенции отдельных структур АИС и организации их деятельности, порядок создания и использования информации в АИС, правовое обеспечение безопасности функционирования АИС. Правовое обеспечение включает нормативные документы, регламентирующие деятельность АИС.

Примерная схема АИС представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Вариант схемы автоматизированной информационной системы

Универсальные оболочки не позволяют пользователям собственными силами развивать систему. Специальные программы класса СУБД (ORACLE, MS SQL, ADABAS, Informix и др.) разрабатываются таким образом, чтобы предоставлять пользователям широкие возможности их развития. Для обеспечения широких масс пользователей к открытым электронным информационным массивам осуществляется кооперация и интеграция этих ресурсов.

Автоматизированные интегрированные информационные системы обеспечивают доступ к удалённым информационным и техническим ресурсам, а также возможность работы различных категорий пользователей с разнородной по формам представления информацией. К ним относят локальные, корпоративные и глобальные сети.

АИПС, с точки зрения выполняемых задач и представляемых пользователям возможностей, могут быть как достаточно простыми (элементарные справочные), так и весьма сложными системами (экспертные и др., предоставляющие прогностические решения).

Итак, потребность постоянно повышать производительность и эффективность труда работников, выпускать больше качественной продукции и т.п. послужили основанием сначала к созданию автоматизированных систем управления производственными технологическими процессами, затем автоматизированных систем управления предприятиями.

Практически любая автоматизированная система включает в свой состав автоматизированную информационно-поисковую систему. Автоматизированная информационно-поисковая система представляет совокупность программных и аппаратных средств, используемых для хранения, поиска и (или) управления данными и информацией, с целью удовлетворения информационных потребностей пользователей. Она также предназначена для реализации процессов ввода, обработки, и представления данных.

Целью автоматизации информационных процессов является повышение производительности и эффективности труда работников, улучшение качества информационной продукции и услуг, повышение сервиса и оперативности обслуживания пользователей. С её помощью сокращается время выполнения заданий, преобразуются и изменяются технологические процессы, предоставляются новые виды информационных услуг и продуктов. К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надёжность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам.

Для обеспечения доступа широких масс пользователей к открытым электронным информационным массивам осуществляется кооперация и интеграция этих ресурсов, что обеспечивает доступ к удалённым информационным и техническим ресурсам, а также возможность работы различных категорий пользователей с разнородной по формам представления информацией. К ним относят локальные, корпоративные и глобальные сети.

Таким образом, опыт разработки и внедрения различных классов автоматизированных систем показал высокую экономическую эффективность их применения. Она отражается в хорошей организации труда и производства, повышении точности планирования и реализации поставленных задач, в обеспечении ритмичности работы предприятия, уменьшении доли ручного труда и т.д.