Автоматизированные системы обработки информации

Рост информационных потоков имеет тенденцию удваиваться каждые 2-3 года. Таким образом, человек не в состоянии переработать всю поступающую к нему информацию без соответствующих средств автоматизации. Такими средствами является АСОИ, которые могут применяться в самых разных областях деятельности человека. В зависимости от области применения изменяются свойства ИС и ее особенности.

Совокупность свойств ИС определяется тремя основными факторами:

• Технический уровень системы;
• Характер обрабатываемой информации;
• Целевые функции (или круг решаемых задач).

Эти фактора определяют:

• тип и форму представления информации в системе;
• характер процесса обработки информации;
• состав алгоритмического и программного обеспечения.

С точки зрения технического уровня реализации системы делятся на:

• ручные;
• механизированные;
• автоматизированные;
• автоматические.

Ручные ИС предполагают все виды обработки информации вручную. Оперируют весьма ограниченными массивами информации. В качестве носителей информации используют просветные ПК, с краевой перфорацией и др.

Механизированные ИС для обработки и поиска используют различные средства механизации (счетно-перфорационные машины и т.п.). обязательной компонентой является перфораторы. Информация переносится с первичных документов на ПК. Контроль правильности информации выполняет контрольник. Объединение перфокарт по общим признакам в группы осуществляет сортировщик. Простейшие арифметико-логические операции выполняет табулятор.

Автоматизированные ИС для хранения, обработки и поиска информации используют вычислительную машину. Оперируют с большими объемами информации. В качестве носителя информации используют различные виды памяти. Средства вычислительной техники используются также для сбора, подготовки, обработки, хранения и выдачи информации пользователю. Человек является партнером системы на различных стадиях ее функционирования.

По характеру обрабатываемой информации ИС делятся на:

• документальные;
• фактографические.

Документальные ИС обрабатывают книги, статьи, патенты и другие документы. Суть обработки документальных ИС -- информационный поиск, ответы на запросы. Важный момент документальных ИС - оценка содержания документа и запроса, определение степени соответствия документа запросу. Здесь используются специальные способы организации информационных массивов и методы поиска. С привлечением логико-лингвистичеких средств.

Документы хранятся в виде текстовой информации. Суть методов хранения информации сводятся к тому, что в активной памяти хранятся адреса информационных массивов и их атрибуты. Сами документы и их копии хранятся в специальных хранилищах. Результатом машинного поиска является адрес искомого документа или его копии. Документальные ИС иначе называются системами научно-технической информации.

Фактографические ИС хранят и обрабатывают информацию, представленную в виде конкретных фактов и сведений (параметры, характеристики объектов, технико-экономические сведения, социальная информация, справочные, статистические данные). Информация может быть оперативной, то есть регулярно обновляемой.

Важной особенностью фактографических ИС является изучение особенностей объектов, логические связи между объектами реального мира. В этом типе ИС выполняется поиск информации о конкретном объекте, которая передается пользователю или прикладной программе для обработки.

Целевые функции определяются назначением ИС. По назначению ИС делят на:

• информационно-справочные;
• управленческие;
• информационно-расчетные;
• информационно-логические.

Соответственно определяется форма выходной информации, алгоритмы процессов обработки информации, а также характер, форма и способ обучения пользователя с ИС.

Информационные справочные ИС предназначены для удовлетворения информационных запросов пользователей. Найденная информация выдается пользователю для внешнего использования и не используется в самой ИС (автоматизированное резервирование мест на транспорте). В соответствии с запросом информационно-справочной ИС осуществляет поиск сведений из числа имеющегося в информационном фонде. Иначе такие системы называются ИПС.

Управленческие системы предназначены для решения управленческих и технико-экономических задач. Функционируют в рамках АСУ предприятия, организации, отрасли (автоматизированные системы складов, материально- технического снабжения, управление запасами, учета кадров, бухучета и т. д.).

Такие системы могут быть автономными, то есть располагать собственными информационными фондами, алгоритмическим и программным обеспечением. Могут быть интегрированными, построенными по принципу банков данных. Обрабатывают общий поток информации, циркулирующей на предприятии. Их назначение - обеспечить ритмичное функционирование предприятия, путем оптимального использования ресурсов.

Характерно то, что автоматизируются только информационные операции принятие решений остается за человеком. В связи с этим управленческие системы ориентированы на выдачу справок, отчетных форм и т.п. Т. е. они тоже выполняют функции информационно- справочных систем. Запросы в таких системах носят регулярный характер.

Информационно-расчетные системы решают задачи расчетного характера (статистический учет, анализ, прогноз, диагностика). К таким системам относятся САПР.

Информационно-логические системы в отличие от рассмотренных выше способны выдавать новую информацию, вырабатываемую на основании сведений из имеющихся информационных массивов. Такие системы могут решать научно- исследовательские задачи. Иначе их называют интеллектуальными ИС т. к. в них используются положения теории о искусственном интеллекте.

Все рассмотренные системы должны иметь развитые средства общения пользователя с системой. Причем запросы могут быть типовыми (из меню) или формируемыми произвольно. В последнем случае должен быть язык запросов.

Каждая конкретная ИС может иметь совокупность свойств, присущих отдельным выделенным типам. А в зависимости от области применения она может обладать своими особенностями.

Функциональная структура ИС

Любая ИС функционирует в окружении внешней среды, являющейся источником входной информации и потребителем выходной информации. При этом информационный поток проходит ряд этапов обработки:

• сбор, регистрация и первичная обработка;
• передача по каналу связи от источника к ЭВМ;
• перенос на машинные носители;
• создание и поддержание информационных фондов;
• внутримашинная обработка и формирование выходных форм;
• передача по каналу связи ЭВМ и пользователя;
• преобразования к виду пригодному пользователю;

Отдельные этапы реализуются соответствующими подсистемами, среди которых можно выделить:

• подсистему сбора и первичной обработки информации;
• подсистему связи;
• подсистему ввода в ЭВМ;
• подсистему хранения и внутримашинной обработки;
• подсистему выдачи и отображения информации.

Типовая функциональная структура ИС может быть представлена следующим рисунком (рис.1):

Рис.1 Функциональная структура ИС

Подсистема сбора и первичной обработки выполняет операции предмашинной обработки информации, а именно - сбор первичной информации об объекте в естественном виде. В результате специальной проверки отбираются сведения, новые для информационного фонда. Элементы первичной информации приводятся к определенному виду и формату, записываются на специальные бланки или вносятся в таблицы. Физические параметры приводятся в единой системе. Далее информация формализуется и фиксируется на носителях.

Подсистеме ввода переносит формализованную и форматированную информацию на магнитные носители, вводит в ЭВМ, осуществляет контроль за правильностью переноса и устранения обнаруженных при вводе ошибок. Запрос пользователя также проходит первичную обработку.

Подсистема хранения и внутримашинной обработки. Введенная в ЭВМ информация образует информационный фонд ИС. Над элементами информационного фонда осуществляются различные операции: арифметические, логические, сортировка, информационный поиск, введение и корректировка. Обеспечивается поддержание информационного фонда в актуальном состоянии и формировании выходной информации.

Подсистема организует размещение информации на внешних носителях и доступ к ней.

Подсистема хранения и внутри машинной обработки + технические средства ее реализации + информационные массивы составляют систему обработки и хранения информации (СОХИ).

СОХИ включает в себя:

• Информационные массивы;
• Способы, методы алгоритмы их организации и внутри машинной обработки;
• Комплекс программных и технических средств;

Подсистема внутри машинной обработки информации имеет второе название АСОД.

Подсистема выдачи и отображения.  Обеспечивает выдачу ответа на запрос в необходимой форме. В состав подсистемы входит:

• Комплекс программ, формирующих выходное сообщение;
• Технические средства отображения информации (табулятор, принтер, монитор, табло, индикаторы и т.д.).

Подсистема связи включает в себя каналы передачи данных и удаленные терминалы для связи источников информации или пользователей с системой, а также программу, обеспечивающую связь.

СОХИ в АСОИ

В зависимости от режима ЭВМ СОХИ можно разделить на индивидуальные и коллективного использования, системы с запаздыванием и диалоговые.

Индивидуальные используют однопрограммный режим ЭВМ или чаще всего РК и ориентированы на индивидуальную работу с пользователем.

Системы коллективного пользования строятся на ЭВМ в мультипрограммном режиме или в режиме с разделением времени, а также при объединении ПК в сети.

Диалоговые системы в качестве средств общения используют терминалы.

Эволюция СОХИ

Эволюция СВТ привела к использованию мощных устройств внешней памяти прямого доступа с достаточным объемом информационной емкости. Была разработана концепция такой организации информационных массивов, которая позволяла бы использовать единый массив разными пользователями для различных приложений. Речь идет о БД.

Комплекс программ, обеспечивающих создание, поддержание в актуальном состоянии и возможность ее использования называется СУБД.

Функционирование БД обеспечивается администратором БД (это специалист или группа специалистов).

БД+СУБД+ комплекс технических средств, на которых реализована БД, образуют банк данных. В состав ПО банка данных входит комплекс программ, управляющих непосредственно банком.

Возможность совместного использования данных БД различными пользователями обеспечивается путем отделения программного комплекса программ БД от прикладных программ пользователей. Связь системных и пользовательских программ осуществляется с помощью сопрягающих программных блоков. СУБД. Программы сопряжения выделяют пользователю подмножество данных для решения задачи пользователя, оставляя остальные данные "невидимыми".

Данные в БД описывают объективы реального мира. Их структуры должны отражать реальные связи между объектами их характеристиками. Работоспособность и эффективность БД определяется организацией структуры данных и отображением их в памяти.

БД строится по определенным принципам и должна удовлетворять следующим требованиям:

• Минимальная избыточность (каждый элемент хранится в единственном экземпляре; при вводе-проверки на избыточность);
• Возможность актуализации (возможность обновления данных);
• Обеспечение целостности (защита данных от разрушений и искажений);
• Высокая скорость поиска (возможность работы в режиме диалога);
• Безопасность и секретность (идентификация пользователей и их прав доступа);
• Возможность обеспечения разнообразных запросов (основное требование БД).

Последнее требование реализуется путем использования специального языка запросов.

В настоящее время существует многообразие универсальных СУБД, которые можно использовать при создании конкретной информационной системы. АИС могут функционировать на базе распределенного банка данных, состоящего из нескольких отдельных БД, рассредоточенных по территории и связанных между собой. Такая многомашинная ИС называется информационно-вычислительной сетью (ИВС).

Узлами такой сети являются абонентские пункты, связанные каналами передачи данных.

В пределах распределенного банка данных обеспечен свободный обмен информации между отдельными БД и отдельными узлами сети. При необходимости отдельные БД могут использоваться как единый информационный фонд. В зависимости от степени рассредоточенности ИВС делятся на глобальные, региональные, локальные.