Тема: Організаційно-методичні основи створення ІС

План

1. Структура ІС
2. Інформаційні технології
3. Методологія розробки ІС
4. CASE-технології

1. Комп’ютерні ІС належать до класу складних систем, які містять в собі багато різноманітних елементів. Практично усі ІС включають один і той же самий набір компонентів:

- Функціональні компоненти;

- Компоненти системи опрацювання даних;

- Організаційні компоненти.

Функціональні компоненти – це елементи підсистеми, функції ІС або її частини, а також зв’язки між елементами – це потоки інформації, що циркулюють між ними під час функціонування ІС. Функціональна структура є домінуючою. Функціональна частина є інформаційно-функціональною моделлю системи, предметною ділянкою, призначеної для автоматизації.

Основні принципи декомпозиції — виокремлення самостійних функціональних підсистем — такі: відносна самостійність кожної з підсистем, тобто наявність конкретного об'єкта управління; наявність відповідного набору функцій і функціональних задач з чітко вираженою локальною метою функціонування; мінімальний склад елементів, що входять до системи. Декомпозиція функціональної частини АСУ відбувається не довільно, а з урахуванням певних підходів. Найчастіше використовується структурний підхід, виходячи зі структурної організації об'єкта управління. Підсистеми виокремлюються згідно з конкретними підрозділами та службами, які існують на об'єкті управління.

Кожній функції підсистеми властива своя внутрішня структура. Серед функціональних підсистем підприємства можна виділити наприклад: АІС наукових досліджень, ІС маркетинговою діяльністю, АС управління кадрами, АС техніко-економічного планування, бухгалтерський облік та звітність тощо.

Вибір та обґрунтування складу функціональних задач є одним з найважливіших елементів створення ІС.

Для експлуатації функціональних підсистем потрібні відповідні ресурси, які створюють забезпечуючи підсистеми: інформаційне, технічне, програмне, математичне, правове, лінгвістичне, організаційне, ергономічне, технологічне забезпечення.

Технічне забезпечення – це комплекс технічних засобів, які забезпечують роботу АІС (засоби збору і реєстрації, засоби передачі, засоби збереження, засоби обробки, засоби видачі і відображення).

Програмне забезпечення – сукупність програм, які реалізують мету і задачі АІС і забезпечують функціонування технічних засобів (загальне і спеціальне) (см. Додаток).

Організаційне забезпечення – сукупність документів, що регламентують діяльність персоналу в АІС, взаємодію з технічними засобами і між собою в процесі розв’язання задач управління.

Правове забезпечення – сукупність правових норм, які регламентують правові відносини при функціонуванні АІС і її юридичний статус.

Інформаційне забезпечення – сукупність єдиної системи класифікації та кодування, уніфікована система документації і масивів інформації, використовуваних в АІС. Це сукупність методів і засобів організації інформації. Від якості розробленого інформаційного забезпечення значною мірою залежить достовірність і якість прийнятих управлінських рішень.

Математичне забезпечення – сукупність математичних методів, моделей і алгоритмів розв’язування задач, які застосовуються в АІС.

Лінгвістичне забезпечення – містить сукупність засобів і правил для формалізації природної мови, які використовуються для спілкування користувачів та експлуатаційного персоналу АІС, а також при спілкуванні управлінського персоналу.

Методичне забезпечення – містить сукупність документів, які описують технологію функціонування ІС, методи вибору і застосування технологічних прийомів (технологічне забезпечення).

Ергономічне забезпечення – сукупність методів і засобів для створення оптимальних умов високоефективної роботи в умовах АІС для людей. Найсприятливіші умови праці.

Задачі, які обробляються за допомогою ІТ можна поділити на:

Ø Розрахункові. Характеризують діяльність суб’єктів господарювання. В основному реалізують в режимі пакетної обробки. Регулярно розв’язуються з установленою циклічністю.

Ø Оптимізаційні задачі (варіантні). Багаторазове повторення розрахунків за різними алгоритмами і економіко-математичними методами. Дають змогу за даними критеріями вибрати вихідну інформацію для прийняття управлінського рішення в неадекватній ситуації.

Ø Задачі, що не формалізуються або слабо формалізуються. Ці задачі орієнтовані на СППД, сюди входять задачі інформаційно-довідкові і задачі оперативного управління.

За характером перетворення інформації задачі в АІС поділяються на обчислювальні, імітаційні, прийняття рішень.

За роллю в процесі управління розрізнюють інженерно-технічні, економічні та інформаційно-довідковій задачі.

За математичною суттю задачі комп'ютерної АІС поділяються на оптимізаційні, прямого розрахунку та інформаційно-пошукові.

2.  Інформаційна технологія – поєднання процедур, що реалізують функції збирання, накопичення, зберігання, обробки і передачі даних із застосуванням технічних засобів. Прийнято розрізняти забезпечувальні і функціональні ІТ. ІТ- це сукупність методів і способів збору, передачі, накопичення, обробки, зберігання, представлення і використання інформації

Забезпечувальні технології можуть використовуватись як інструментарій у різних предметних галузях для вирішення різних задач.

Функціональні технології використовуються для автоматизації певної окремої задачі чи функції задачі (н-д визначити значення ПДВ для певної продукції). Орієнтовані на певну предметну ділянку.

За ступенем автоматизації ІТ м. поділити:

- електронна обробка даних;

- автоматизація функцій управління;

- експертна підтримка;

- підтримка прийняття рішень.

Також виділяють такі технології в залежності від режиму роботи на ПЕОМ:

1. Пакетний режим (за такого режиму користувач не має доступу до машинних ресурсів). Мінімізує час обробки задач завдяки безперервній їх обробці.

2. Інтерактивний режим (діалоговий). За такого режиму користувач має безперервний доступ до машинних ресурсів, а обробка інформації ведеться у вигляді діалогу.

3. Режим реального часу. Використовується для управління швидкоплинними процесами (наприклад, передача і обробка банківської інформації в мережі типу SWIFT) і у неперервних технологічних процесах (наприклад, металургійне виробництво).

4. Режим телеобробки інформації. Системи віддаленої пакетної обробки. Введення первинних даних з віддаленого терміналу по каналах зв’язку. Цей режим частіше називають “мережений” або технологія “клієн-сервер”.

5. Режим поділу часу – це режим, коли до ресурсів одночасно можуть звертатися кілька користувачів або програм так, що у користувача складається враження монопольного володіння машинними ресурсами. Необхідне спеціальне програмне, а інколи й технічне забезпечення.

Мережеві технології можуть бути централізовані і децентралізовані і змішані (за способом розподілу даних).

Централізована організація розподілу даних є найпростішою. На одному сервері розташована єдина копія БД. Усі операції з БД забезпечуються цим сервером. Переваги: вигода адміністрування, підтримка БД в актуальному стані. Недолік – обмежена ємність зовнішньої, недоступність для усіх користувачів.

Децентралізована – розбиття інформації на кілька БД. Кожний клієнт користується своєю БД, яка є частиною єдиної БД. Підвищується доступність до даних, їх надійність зберігання. Але інтенсивність поновлення невелика, ускладнюється адміністрування.

Змішаний спосіб використання лише при наявності мереженої СУБД. При цьому способі досягається компроміс.

За архітектурою – файл-серверна, клієнт-серверна, багаторівнева, Internet-технологія, Intranet-технологія. Окремі ми вже розглянули на першій лекції. Хочу зупинитись на останній. Ця технологія виникла тому, що клієнт-серверна технологія не завжди відповідала вимогам проваджуємої ІС. Intranet – велика корпоративна система побудована на за принципами Internet. Такі системи приблизно у 2 рази дешевші  за клен-серверні та мають набагато більшу пропускну здатність каналів. На основі таких систем виникають системи екстранет. Екстранет системи – це системи з використанням технологій Internet, щоб зв’язати Internet-бізнес, Internet-замовників, постачальників та інших ділових партнерів. Компанії встановлюють прямі зв’язки між собою, створюючи приватні, віртуальні мережі.

Також ІТ можна класифікувати:

OLAP-технологія – технологія швидкого аналізу (оперативний аналіз) накопичених даних, яка базується на багатовимірному аналізі даних у банку даних. Використовується у багатофілійних територіально розподілених системах

OLTP-технологія – оперативна транзакційна технологія, швидкого аналізу даних у базі даних, реалізують аналітичне оброблення даних, призначені для розв’язку стратегічних задач. Використовується у корпоративних структурах, побудованих на сховищах даних.

Окремо виділяють гіпертекстові, мультимедійні та, нейромережеві технології.

Гіпертекстова технологія реалізується в конкретній гіпертекстовій системі, що складається з двох частин: гіпертекстової бази даних і гіпертекстової оболонки. Гіпертекстова оболонка  здійснює підтримку посилань (зв’язки), прямий доступ, перегляд, редагування і нарощування гіпертексту. Гіпертекстова технологія дозволяє здійснювати навігацію в електронних документах і сьогодні широко використовується в системах керування документами. Одним з пріоритетних напрямків розвитку є з’єднання гіпертекстових і мультимедійних технологій (гіпермедіа системи)

Яким чином можна застосовувати мультимедійні технології у фаховій діяльності? За допомогою програм обробки зображень створені і можливі у використанні мультимедійні енциклопедія, мультимедійні підручники, які поєднують аудіо, відео і текстову інформацію. Електронні підручники сьогодні створюються вже на апаратно-програмному рівні – це електронні книжки у вигляді спрощених портативних комп¢ютерів (невеликій екран, невелика панель, дозволяють скачувати мультимедійні літературу з глобальної мережі). Завдяки мультимедійних системам на сьогодні можливі навчальні системи для водіїв, по вивченню іноземної мови тощо.

Завдяки мультимедіа системам можливі відеоконференції. Відеоконференції можуть проходити в межах  ГОМ (існують відповідні служби) і відокремленої мережі, а також мобільні відеоконференції  Для таких конференцій вже розроблені і існують готові  і відомі системи. Вони не складніші за телефонний зв’язок. Прикладом може бути – VCON Media Connect. Це закінчений термінальний комплекс (з потужним апаратним забезпеченням), забезпечуються демонстрація на  кількох  моніторах, підтримка роботи відеокамери. Система VCON ViGo  - портативний пристрій +програмне забезпечення мобільної відеоконференції, яке можна застосовувати, як ноутбук, і як офісний комп’ютер. Може бути застосований і для проведення звичайної відеоконференції. Підтримується робота відеокамери мікрофона. Особливістю відеконференцій є те, що підтримується зворотній зв’язок між усіма учасниками. Такі системи можуть бути використані для проведення нарад в режимі реального часу. працівників фірми через корпоративну мережу. Різні системи підтримують різну кількість учасників (3, 5, 10, 15 тощо).

Ще один приклад застосування мультимедіа технологій – системи відеоконтролю (інтелектуальні системи), такі системи здатні підтримувати роботу відеокамер, сигналізацію, протипожежну сигналізацію, проводити ідентифікацію осіб, підтримувати роботу карт-схем охороняємих об’єктів, одночасно проводити запис і відеонагляд, перегляд архіву (наприклад, Vguard).

Подальшим розвитком мультимедійних систем – системи віртуальної реальності (форма реагуючого мультимедійного оточення).Системи віртуальної реальності можуть використовуватись у проектуванні і виробництві, управлінні людськими ресурсами, управлінні фінансами, маркетинг.

Нейромережа – це сукупність елементів, зв’язаних між собою певним способом. Нейронні та між нейронні зв’язки задаються програмою або можуть бути реалізовані на рівні мікросхем. Функціонування нейрона в нейромережевій програмі схоже на роботу біологічного нейрона. Нейроні мережі є пристроями паралельних обчислень, що складаються з безліч взаємодіючих простих процесорів. Кожен процесор подібен мережі має справу тільки з певними сигналами, які він періодично отримує, обробляє і посилає іншим нейронам. Нейрон отримує сигнали, які перемножуються на певні вагові коефіцієнти відповідних входів (вхідні сигнали з різних входів). В залежності від величини отриманого значення формується вихідний сигнал, що передається іншим нейронам. Взаємодіючі між собою нейроні здатні виконувати складні задачі.

Нейромережеві технології таким чином виконують вибір з кількох варіантів один. Нейромережеві технології працюють аналогічно роботі нейронів головного мозку людини і дають змогу розпізнавати мову людини і абстрактні образи, керувати технологічними процесами та фінансовими потоками, розв’язувати аналітичні дослідження та прогнозні задачі. Такі системи полегшують фахівцю процес прийняття важливих рішень в умовах невизначеності, дефіциту часу, обмеженості інформаційних ресурсів. Особливістю нейромережевих систем є їхня здатність змінювати свою поведінку, навчатись залежно від змін зовнішнього середовища, визначати приховані закономірності в потоці даних. Це дає можливість розпізнавати симптоми наближення критичних ситуацій, прогнозувати з високим ступенем точності. Нейромережеві системи здатні сприймати і розпізнавати як аудіо і відео інформацію, реагувати на введення слухових зразків, розпізнавати образи через сканування реальних об’єктів (аналогія зору і слуху –штучні). На сонові нейромережевих систем  і систем з штучним інтелектом реалізована технологія нечіткого пошуку по повному змісту документа. На основі ціє технологіі зараз вже працюють системи «електронного ключа» розпізнавання по відбиткам пальців і сітківкі ока. Сьогодні 60% кредитних систем США обробляються за допомогою нейромережевих технологій.

Майбутнє нейромережевих систем – забезпечення роботизованих підприємств з системами технічного зору, прогнозоване моделювання, системи безпеки. Ще в 1989 році було висунуто теорію про початок четвертої світової війни, де полем бою будуть світові ринки виробництва із застосуванням нейромережевих систем. В Японії вже кілька років реалізується програма по створенню еволюціонуючого адаптивного  ПК на основі нейротехнології. Перспективними вважаються впровадження і використання нейромережевих ПК (нейрокомп’ютерів) для керування хімічними реакторами, військовими літаками, верстатами, охоронними системами. Передбачається, що СППР будуть цілком реалізовані на нейро мережах.

Найближчі перспективи ІС і ІТ – масове виробництво на замовлення, це вид електронної комерції бізнес – споживач, якій обов’язково використовуватиме і мультимедійні, і нейромережеві системи. Також ведуться розробки по створенню нейрочіпу (на основі нейромережевого алгоритму рішення задачі), що приведе до реалізації молекулярних нейрокомп’ютерів. Нейромережеві ком‘ютери будуть характеризуватись переходом від цифрової обробки даних до аналогово-цифрової і аналогової з метою різкого збільшення продуктивності і точності обчислень.

3. Мета створення ІС – це у гранично короткий термін часу налагодити систему обробки даних, яка має задані споживчі можливості.

При створенні ІС потрібно дотримуватись принципів:

- Системності (зв’язки між елементами системи)

- Відкритості (розвитку), тобто перспективності системи

- Сумісності, тобто наявність інтерфейсів взаємодії  з іншими системами

- Стандартизації (уніфікації), мають бути використані типові, уніфіковані елементи.

- Ефективності (досягнення раціонального співвідношення між затратами і цільовими ефектами).

Життєвий цикл ІС – це весь період існування ІС від початку розробки до закінчення її використання та утилізації комплексу засобів АІС.

Стадії створення ІС встановлені нормативами:

1. формування вимог до ІС

2. розробка концепції ІС

3. технічне завдання (математична модель)

4. ескізний проект (проект архітектури)

5. технічний проект (детальне проектування)

6. робоча документація

7. введення в дію (тестування і налагодження)

8. супроводження.

Існує дві групи методів створення ІС: орієнтовані на дані, орієнтовані на процедури. Також методи створення ІС можна поділити на оригінальні і типові.

Види документів. Основним документом  є технічне завдання, яке містить:

- загальні відомості;

- призначення і мета створення ІС;

- характеристика об’єктів автоматизації;

- вимоги до системи;

- склад та зміст робот;

- порядок контролю та прийняття системи;

- вимоги до документації;

- джерела розробки.

Технічний проект м.б. оформлений як один документ, а м. складатись з окремих:

- постановка задачі (характеристику задачі, вхідну інформацію, вихідну інформацію);

- опис алгоритму (описують дані, математичну постановку, алгоритм розв’язання);

- опис інформаційного забезпечення (загальна характеристика ІЗ, опис організації збору і передачі інформації, побудова системи класифікації і кодування, форми первинних документів та вихідних документів, структури інформаційних масивів);

- опис програмного забезпечення(загальну характеристику ПЗ, основні частини ПЗ, ОС та оболонки, схеми програм та взаємодії програм);

- опис технічного забезпечення (обґрунтовують і характеризують вибір комплексу технічних засобів);

- опис організаційного забезпечення(визначаються схеми обслуговування АІС та схеми керування).

Аналіз впровадження ІС на виявляє кілька причин, які викликають невдачі:

1. Західні системи орієнтовані на ідеальні бізнес-процеси, відірвані від  конкретних структур компаній.

2. Історично розробками ІС займались програмісти, тому вони будувались згідно теорії автоматизованих систем, відокремлюючи людину. Як наслідок увесь середній менеджмент такої системи виключався.

3. Недостатній аналіз існуючих задач на етапі проектування. На заході в компаніях є спеціальні відділи, які аналізують що треба автоматизовувати а що ні, що вигідно а що збитково. В нашій країні переважно такі відділи відсутні.

Часто буває так що компанія купує для автоматизації потужну інтегровану систему і поступово модуль за модулем її впроваджує. Та потім з’ясовується що достатньо було використовувати Excel, Access та електронну пошту.

Під час розробок слід дотримуватись принципу який називається синархичне проектування. Цей принцип описав російський вчений Володимир Шмаров, включає воно органічне поєднання певної ієрархії та аналогії в побудові всесвіту. Це технологія, яка дозволяє створювати ІС для конкретного підприємства, поетапного його впровадження, реального планування і отримання ефекту від впровадження на кожному етапі, органічно вбудовувати в систему стандартні та оригінальні розробки. Таке проектування дозволяє керівникам усіх рівнів оволодіти системою як інструментом керування.

4. Під час розробки ІС на сучасному етапі використовуються методологія швидкої розробки додатків – RAD-методологія, яка включає:

- Об’єктно-орієтоване проектування – тісний зв’язок з прототипом, з характеристика фізичної чи абстрактної системи, використовуючи об’єктно-орієнтовані засоби програмування.

- Візуальне програмування – створення складних графічних інтерфейсів користувача, на будь-якому етапі можна спостерігати за екранними формами розробок.

- Подійне програмування – кожний об’єкт, який включається до системи, може генерувати події і реагувати на події, які генеруються іншими об’єктами.

- CASE-засоби, CASE-технології – методологія структурного аналізу розробки і супроводження ІС (єдиний підхід до автоматизації, єдина графічна мова, єдина база даних проекту, інтеграція засобів, макетування, автоматична генерація документації проекту, контроль проекту на будь-якому етапі).

До CASE-засобів відносяться будь-який програмний засоби, якому притаманні:

- могутні графічні засоби для опису і документування ІС, що забезпечують зручний інтерфейс із розроблювачем і розвивають його творчі можливості;

- інтеграція окремих компонентів CASE-засобів, що забезпечує керованість процесом розробки ІС;

- використання спеціальним чином організованого сховища проектних мета-даних (репозиторія).

Під час використання CASE-засобів можна в будь який час перевірити створену модель на наявність помилок. А також можна створювати макети системи і кілька версій та автоматизовувати сценарії не змінюючи структури баз даних. Інтегрований CASE-засобіб містить такі компоненти:

- репозиторій (основа CASE-засобу), який забезпечує збереження версії проекту і його окремих компонентів, синхронізацію надходження інформації від різних розроблювальників при груповій розробці, контроль мета-даних на повноту і несперечливість;

- графічні засоби аналізу і проектування, що забезпечують створення і редагування  ієрархічно пов’язаних діаграм моделей ІС, а також призначені для побудови і аналізу моделей предметної області;

- засоби розробки додатків;

- засоби документування;

- засоби тестування;

- засоби керування проектом;

- засоби реінженерінга, що забезпечують аналіз програмних кодів і схем баз даних і формування на їх основі різних моделей і проектних спеціалізацій.

CASE-технологія – сукупність методологій аналізу, проектування, розробки, супроводження складних систем і підтримка комплексом засобів взаємопов’язаних засобів автоматизації.

На сьогодні український ринок програмного забезпечення має у своєму розпорядженні такі найбільш розвинуті CASE-засоби: CASE/4/0, PRO-IV, System Architect, EasyCASE.

З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!