Суббота , Февраль 23 2019
Главная / Студентам / Лекция 5. (Заключение) МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Лекция 5. (Заключение) МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

2. Моделирование информационных систем

Для формирования моделей используют различные методы моделирования.

Моделирование – это представление объекта моделью для получения информации о нём путём проведения экспериментов с его моделью.

Под термином «моделирование» обычно понимают процесс создания точного описания системы; это также метод познания, предполагающий создание и исследование моделей.

Главная цель проведения моделирования – это изыскание вариантов решений, позволяющих улучшить основные показатели деятельности людей, устройств и систем, технологических и иных процессов в организации.

Разработка модели – это объединение отдельных составляющих системы в единую модель, где  каждая ее составляющая (подсистема) изолирована от других частей и решает собственные задачи.

Формирование и исследование моделей осуществляется с помощью различных методов моделирования:

  1. Метод «от задачи». Позволяет внедрять каждую задачу по отдельности, практически не принимая во внимание проектные решения, найденные для др. задач.
  2. Метод интеграции. Заключается в создании целостной автоматизированной информационной системы, конструируемой из относительно независимых функциональных подсистем, при решении задач которых используются общие массивы для обмена данными определенных видов.

 

Для создания описательных текстовых информационных моделей обычно используют естественные языки. Наряду с естественными языками (русский, английский и т.д.) разработаны и используются формальные языки: системы счисления, алгебра высказываний, языки программирования и др. С помощью формальных языков строят информационные модели определенного типа – формально-логические модели.

При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная модель, затем она формализуется, те есть выражается с использованием математических формул, геометрических объектов и т.д.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называют формализацией.

 

Имитационное моделирование на ЭВМ, описывает процессы функционирования систем в виде алгоритмов. Алгоритмы воспроизводят во времени элементарные явления, составляющие процессы с сохранением их логической структуры и последовательности выполнения.

С технологической точки зрения наиболее существенны различия подходов к моделированию предметной области по степени структурированности её представлений. Они обеспечиваются структурированными, слабоструктурированными, неструктурированными и формальными моделями, а также моделями данных.

Структурированные модели основаны на выявлении регулярной структуры предметной области. Состояние системы в любой момент времени характеризуется её структурой, т.е. составом, свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. На структурированных моделях предметной области с регулярной структурой основаны системы баз данных.

Слабоструктурированные модели  применяются когда регулярная  структура ИС не определена или она не существует. Такой подход используется, например, в системах, основанных на различного рода языках разметки. Наиболее известной информационной системой, в которой поддерживается слабоструктурированное представление предметной области, является глобальная распределённая гипермедийная информационная система WWW, базирующаяся на технологиях HTML.

Формальные модели связаны с подходом к моделированию предметной области АИС, основанном на использовании формальных языков. Эти интеллектуальные информационные системы относятся к классу систем, основанных на знаниях. По своим возможностям они близки к системам баз знаний и экспертным системам.

Неструктурированные модели – это вербальные модели, то есть модели, описывающие реальность в виде текстов на естественном языке. К их числу относятся и системы текстового поиска.

Модель данных – это инструмент моделирования, то есть совокупность правил структурирования данных, допустимых операций над ними и видов ограничений целостности, которым они должны удовлетворять.

 

3. Принципы моделирования АИС

Автоматизированные и автоматизированные информационные системы строятся на принципах моделирования систем.

Основополагающие принципы создания  АИС:

  • Принцип системности и комплексного подхода к проектированию означает, что решение вопросов, связанных с проектированием АИС, осуществляется путём определения целей и критериев функционирования системы, взаимосвязи организационно-технологических решений, программно-математического, информационного, правового и технического обеспечения АИС.
  • Принцип развития заключается в том, что АИС создаётся с учётом возможности постоянного пополнения и обновления функций системы и видов её обеспечений.
  • Принцип совместимости заключается в обеспечении способности взаимодействия АИС различных видов, уровней в процессе их совместного функционирования.
  • Принцип полной информационной совместимости между автоматизированными системами различных уровней предусматривает применение согласованных подходов к разработке электронных баз данных, входных и выходных документов, программных комплексов для АИС различных организаций.
  • Принцип стандартизации и унификации заключается в необходимости применения типовых, унифицированных и стандартизированных элементов функционирования АИС.
  • Принцип типизации проектных решений предусматривает максимальное использование при проектировании АИС типовых проектных решений.
  • Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АИС и целевым эффектом, получаемым при её функционировании.

 

При разработке и создании АИС, кроме того, руководствуются некоторыми частными принципами, детализирующими и дополняющими общие принципы. К ним относятся:

  • Принцип декомпозиции основан на разделении системы на части, выделении отдельных комплексов работ, создаёт условия для более эффективного её анализа и проектирования.
  • Принцип новых задач заключается в том, что в ходе аналитического и информационного анализа системы выявляются новые задачи, которые до внедрения АИС не могли решаться, например, из-за их сложности.
  • Принцип обратной связи заключается в том, что процесс разработки и внедрения АИС рассматривается как непрерывный с использованием предшествующего опыта. Это означает, что работа по созданию АИС начнётся вновь, только на другом – более высоком уровне.
  • Принцип первого руководителя предполагает закрепление ответственности при создании системы за заказчиком – руководителем организации, отрасли, т.е. будущим пользователем, отвечающим за ввод в действие и функционирование АИС.
  • Принцип одноразовости ввода данных в АИС означает, что информация, введённая один раз в систему, используется затем для решения нескольких задач данной или другой организации, оснащенной соответствующими информационными технологиями и коммуникациями.
  • Принцип независимости структуры АИС от используемой техники и базовых технологий заключается в применении технологий создания информационной среды АИС, независящих от технического обеспечения и легко трансформируемых при создании новых программных инструментов.
  • Принцип согласованности пропускной способности частей системы заключается в том, что пропускная способность последующего устройства должна быть не ниже пропускной способности предыдущего.
  • Принцип автоматизации информационных потоков и документооборота предусматривает комплексное использование технических средств на всех стадиях прохождения информации от момента её регистрации до получения результатных показателей и формирования управленческих решений.
  • Принцип автоматизации проектирования обеспечивает сокращение временных, трудовых и стоимостных затрат за счёт внедрения индустриальных методов.

 

Процессы моделирования всё чаще осуществляются с использованием специальных компьютерных программных средств, позволяющих автоматизировать эту деятельность.

Автоматизированная система моделирования (АСМ) – это компьютерная система, предназначенная для оказания помощи пользователю по представлению нужной ему задачи в виде определённой математической схемы, принятой в данной системе, решить задачу (провести моделирование по полученной схеме) и проанализировать результаты.

АСМ состоит из трёх основных компонент:

  • Функциональное наполнение является совокупностью конструктивных элементов (модулей), из которых составляется схема (модель).
  • Системное наполнение – это набор программ, отражающих специфику реализации АСМ и обеспечивающих собственно функционирование системы: трансляцию и исполнение заданий, поддержку базы знаний о предметной области и т.д.
  • Язык заданий (ЯЗ) служит для описания задач, вводимых в систему.

Средствами и инструментом автоматизированного проектирования и разработки информационных систем являются CASE-средства и системы, ориентированные на поддержку разработки АИС.

 

4. Построение модели информационной системы организации

Процесс автоматизации деятельности организации:

  1. Первая стадия анализа — структурный анализ предприятия — начинается с исследования того, как организована система управления предприятием, с обследования функциональной и информационной структур системы управления, определения существующих и возможных потребителей информации. По результатам обследования аналитик на первой стадии анализа выстраивает обобщенную логическую модель исходной предметной области, отображающую ее функциональную структуру, особенности основной деятельности и информационное пространство, в котором эта деятельность осуществляется. На этом материале аналитик строит функциональную модель «Как есть» (As Is).
  2. Вторая стадия работы, к которой обязательно привлекаются заинтересованные представители заказчика, а при необходимости и независимые эксперты, состоит в анализе модели «Как есть», выявлении ее недостатков и узких мест, определении путей совершенствования системы управления на основе выделенных критериев качества.
  3. Третья стадия анализа, содержащая элементы проектирования, — создание усовершенствованной обобщенной логической модели, отображающей реорганизованную предметную область или ее часть, которая подлежит автоматизации — модель «Как должно быть» (As To Be).
  4. Четвертая стадия — разработка «Карты автоматизации», представляющей собой модель реорганизованной предметной области, на которой обязательно обозначены «границы автоматизации».

Рис. Стадии построения модели информационной системы