3. Этапы развития информационных системРазвитие информационных систем можно рассматривать с двух точек зрения [13].1. С позиций развития самой техники, появления новой технической базы, порождающей новые информационные потребности (рис. 2).2. С точки зрения совершенствования самих автоматизированных информационных систем (АИС).Первый аспект предполагает два этапа: один – до появления ЭВМ, связанный с именами изобретателей первых вычислительных устройств, таких как Б. Паскаль, П.Л. Чебышев, Ч. Беббидж и др.; второй – с развитием ЭВМ.
Развитие ЭВМ
Первое поколение ЭВМ(1950-е гг.) было построено на базе электронных ламп и представлено моделями: ЭНИАК, "МЭСМ”, "БЭСМ-1”, "М-20”, "Урал-1”, "Минск-1”. Все эти машины имели большие размеры, потребляли большое количество электроэнергии, имели малое быстродействие, малый объем памяти и невысокую надежность. В экономических расчетах они не использовались.Второе поколение ЭВМ(1960-е гг.) было на основе полупроводников и транзисторов: "БЭСМ-6”, "Урал-14”, "Минск-32”. Использование транзисторных элементов в качестве элементной базы позволило сократить потребление электроэнергии, уменьшить размеры отдельных элементов ЭВМ и всей машины, вырос объем памяти, появились первые дисплеи и др. Эти ЭВМ уже использовались для решения экономических задач.Третье поколение ЭВМ (1970-е гг.) было на малых интегральных схемах. Его представители – IBM 360 (США), ряд ЭВМ единой системы (ЕС ЭВМ), машины семейства малых с СМ I по СМ IV. С помощью интегральных схем удалось уменьшить размеры ЭВМ, повысить их надежность и быстродействие.Четвертое поколение ЭВМ(1980-е гг.) было на больших интегральных схемах (БИС) и было представлено IBM 370 (США), ЕС-1045, ЕС-1065 и пр. Они представляли собой ряд программно-совместимых машин на единой элементной базе, единой конструкторско-технической основе, с единой структурой, единой системой программного обеспечения, единым унифицированным набором универсальных устройств. Широкое распространение получили персональные (ПЭВМ), которые начали появляться с 1976 г. в США (Apple). Они не требовали специальных помещений, установки систем программирования, использовали языки высокого уровня и общались с пользователем в диалоговом режиме. В настоящее время строятся ЭВМ на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС). Они обладают огромными вычислительными мощностями и имеют относительно низкую стоимость. Их можно представить не как одну машину, а как вычислительную систему, связывающую ядро системы, которое представлено в виде супер-ЭВМ, и ПЭВМ на периферии.Это позволяет существенно сократить затраты человеческого труда и эффективно использовать труд машины. Главной тенденцией развития АИСявляется постоянное стремление к улучшению. Оно достигается благодаря совершенствованию технических и программных средств, что порождает новые информационные потребности и ведет к совершенствованию информационных систем.
Поколения информационных систем
Первое поколение АИС (1960 1970 гг.) строилось на базе вычислительных центров по принципу «одно предприятие – один центр обработки».Второе поколение АИС (1970-1980 гг.) характеризуется переходом к децентрализации ИС. Информационные технологии проникают в отделы, службы предприятия. Появились пакеты и децентрализованные базы данных, стали внедряться двух, трехуровневые модели организации систем обработки данных.Третье поколение АИС (1980 - начало 1990 гг.): характерен массовый переход к распределенной сетевой обработке на базе персональных компьютеров с объединением разрозненных рабочих мест в единую ИС.Четвертое поколение АИС (1990 гг. – до настоящего времени) характеризуется сочетанием централизованной обработки на верхнем уровне с распределенной обработкой на нижнем. Наблюдается тенденция к возврату на крупных и средних предприятиях к использованию в ИС мощных ЭВМ в качестве центрального узла системы и дешевых сетевых терминалов (рабочих станций).Современные информационные системы на предприятиях создаются на основе локальных и распределенных сетей ЭВМ, новых технологий принятия управленческих решений, новых методов решения профессиональных задач конечных пользователей и т.д.Конечной целью, как разработчиков, так и пользователей при этом является создание целостных технологических систем, полностью охватывающих информационное производство со всеми основными и вспомогательными процессами на всех уровнях управления.В функционально-прикладном аспекте подобные тенденции характеризуются расширением сфер применения новых инструментально-программных средств, таких, как сетевые средства, системы управления базами данных, экспертные системы и др. Существенно меняется как содержимое, так и состав функциональной структуры автоматизированной информационной системы предприятия на всех уровнях.На верхнем уровне обеспечивается более интенсивное решение таких важных для предприятия задач, как прогнозирование, автоматизация планирования деятельности предприятия, автоматизация проектирования новых технологий и изделий, автоматизация управления производственно-хозяйственной деятельностью, основным и вспомогательным производством, автоматизация управления материально-техническим снабжением, сбытом, трудовыми ресурсами.
В функционально-прикладном аспекте подобные тенденции характеризуются расширением сфер применения новых инструментально-программных средств, таких, как сетевые средства, системы управления базами данных, экспертные системы и др. Существенно меняется как содержимое, так и состав функциональной структуры автоматизированной информационной системы предприятия на всех уровнях.На верхнем уровне обеспечивается более интенсивное решение таких важных для предприятия задач, как прогнозирование, автоматизация планирования деятельности предприятия, автоматизация проектирования новых технологий и изделий, автоматизация управления производственно-хозяйственной деятельностью, основным и вспомогательным производством, автоматизация управления материально-техническим снабжением, сбытом, трудовыми ресурсами.4. Принципы проектирования АИСВажнейшие элементы проектирования информационных систем приведены на схеме, изображенной на рис. 3 [14]:Рис. 3. Элементы проектирования АИСВ основе проектирование АИС лежат такие основополагающие принципы, как эффективность, контроль, совместимость, гибкость, системность, развитие, стандартизация и унификация.Принцип эффективности – достижение рационального соотношения между затратами на создание системы и целевым эффектом, получаемым при ее функционировании. Это означает, что выгода от новой автоматизированной системы должна быть равной или больше расходов на нее.Принцип безопасности означает обеспечение сохранности информации, регламентация работы с системой, использование специального оборудования и шифров.Принцип совместимости предполагает, что проект системы будет учитывать организационные и человеческие факторы предприятия. Иными словами, система должна учитывать организационную структуру предприятия, а также интересы, квалификацию и отношение людей, выполняющих различные функции. Система должна быть простой, удобной для освоения и использования (меню, подсказки, система исправления ошибок и др.).Принцип гибкости требует от системы возможности расширения без проведения больших изменений. Принципы системности позволяют исследовать объект как единое целое во взаимосвязи всех его элементов.Принцип развития заключается в непрерывном обновлении функциональных и обеспечивающих составляющих системы.
Принцип стандартизации и унификации предполагает использование уже накопленного опыта в проектировании и внедрении АИС посредством программирования типовых элементов, что позволяет сократить затраты на создание АИС.5. Этапы проектирования информационных системI этап – предпроектный (обследование, составление отчета, технико-экономического обоснования и технического задания);II этап – проектный (составление технического и рабочего проектов);III этап – внедрение (подготовка к внедрению, проведение опытных испытаний и сдача в программную эксплуатацию);IV этап – анализ функционирования (выявление проблем, внесение изменений в проектные решения и существующие АИС).На рис. 4 показана последовательность и взаимосвязь этапов проектирования АИС [15].Рис. 4. Этапы проектирования АИС6. Структура автоматизированных информационных системВ основе современных АИС лежит совокупность структурированных данных (базы данных или базы знаний) и информационных технологий, которые реализуют информационные процессы [7].База данных представляет собой совокупность взаимосвязанных структурированных данных [4]. В последнее время популярностью пользуются реляционные базы данных, в которых информация хранится в одной или нескольких таблицах, связанных посредством значений одного или нескольких совпадающих полей.Базы знаний– это форма представления информации в экспертных системах, являющимися представителями класса систем искусственного интеллекта. Базу знаний можно определить как совокупность структурированной согласно выбранной модели информации о предметной области, полученной от экспертов, и правил, описывающих преобразование данных в предметной области [7].Информационная система состоит из двух компонентов: программного обеспечения и электронного информационного хранилища. Схематично структуру информационной системы можно представить следующим образом (рис. 5) [16]: Рис. 5. Структурные компоненты информационных системТак как информационная система предназначена для использования в какой-либо профессиональной области, то любая ИС рассчитана на взаимодействие, с какими - либо пользователями. Причем под пользователями в общем случае следует понимать не только людей, но и другие информационные системы, с которыми данная ИС обменивается информацией. Как видно из схемы (рис. 5), интерфейс между пользователем и данными реализуется посредством программного обеспечения. Напомним, что под интерфейсом понимают совокупность унифицированных технических и программных средств и правил (описаний, соглашений, протоколов), обеспечивающих взаимодействие устройств и/или программ в вычислительной системе или сопряжение между системами. Сущность понятия интерфейс можно раскрыть на примерах, не относящихся к информационным технологиям. Вожжи – главный элемент интерфейса между лошадью и кучером, или же, – интерфейс системы «лошадь – кучер»; руль, педали газа и тормоза, ручка КПП – интерфейс (управления) автомобиля или же интерфейс системы «водитель – автомобиль»; электрические вилка и розетка являются интерфейсом энергоснабжения большинства бытовых приборов; элементы электронного аппарата (автомагнитолы, часов и т.д.) – дисплей, набор кнопок и переключателей для настройки, плюс правила управления [17].