2014-02-09
2130
Классификационные системы кодирования
Системы кодирования, принципы построения кодов в различных системах кодирования. Классификаторы, используемые в информационных системах. Состав и содержание операций проектирования классификаторов.
Основные понятия классификации информации. Системы классификации их достоинства и недостатки.
Информация – это совокупность некоторых сведений. Экономическая информация имеет следующие особенности:
· большие объемы ежегодно создаваемой, обрабатываемой и хранимой информации (до нескольких сотен млн. символов в год для среднего предприятия);
· большая часть информации имеет символьное представление, слабо приспособленное для логической и арифметической обработки;
· высокий уровень стоимостных и трудовых затрат на поиск и ее обработку.
Для того чтобы приспособить экономическую информацию для эффективного поиска, обработки на ЭВМ и передачи по каналам связи, ее необходимо представить в цифровом виде. Для этого ее нужно сначала упорядочить (классифицировать), а затем формализовать (закодировать) с использованием классификатора.
|
|
|
Классификатор - это документ, с помощью которого осуществляется описание экономической информации в ЭИС, содержащий наименования объектов, наименования классификационных группировок и их кодовые обозначения.
Экономическая информация существует в двух формах: в форме экономических показателей и документов.
Экономический показатель является составной единицей информации, содержащей количественную характеристику некоторого процесса – реквизит-основание и однозначно определяющие его качество реквизиты-признаки.
Реквизиты-основания подразделяются по типу алгоритмов их получения на количественные, стоимостные, проценты, удельные веса и др.
Реквизиты-признаки делятся на два подмножества:
· справочные – наименования предназначены для понимания показателя пользователем-экономистом;
· группировочные – это закодированные аналоги справочных признаков, предназначенные для логической обработки информации на ЭВМ.
Целью разработки классификаторов является установление соответствия между значениями справочных признаков какого-либо элемента или процесса и значениями группировочных признаков (между значением реквизита ФИО рабочего и значением Табельный номер рабочего или между значениями Наименование материала и Код материала)
Для кодирования объектов необходимо их упорядочить по некоторым признакам.
Классификация – результат упорядоченного распределения объектов заданного множества.
Система классификации – совокупность правил распределения объектов множества на подмножества.
|
|
|
Признак классификации – это свойство или характеристика объекта классификации, которое позволяет установить его сходство или различие с другими объектами классификации.
Классификационная группировка – множество или подмножество, объединяющее часть объектов классификации по одному или нескольким признакам.
Основанием классификации называется признак, по которому ведется разбиение множества на подмножества на определенной ступени классификации.
Ступень классификации - это результат очередного распределения объектов одной классификационной группировки.
Уровень классификации - это совокупность классификационных группировок, расположенных на одних и тех же ступенях классификации.
Глубина системы классификации - это количество уровней классификации, допустимое в данной системе.
Каждая система классификации характеризуется следующими свойствами:
· гибкостью системы;
· емкостью системы;
· степенью заполненности системы (коэффициент заполненности).
Гибкость системы - это способность допускать включение новых признаков, объектов без разрушения структуры классификатора. Гибкость определяется временем жизни системы.
Емкость системы(P) - это наибольшее количество классификационных группировок, допускаемое в данной системе классификации.
Степень заполненности системы (Kзап) определяется как частное от деления фактического количества группировок (Qф) на величину емкости системы (Р): Kзап=Qф /P
В настоящее время чаще всего применяются два типа систем классификации: иерархическая и фасетная.
Иерархическая система классификации строится следующим образом:
· исходное множество элементов составляет 0-й уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки), которые образуют 1-й уровень;
· каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2-й уровень;
· каждый класс 2-го уровня аналогично делится на группы, которые образуют 3-й уровень и т.д.
Иерархическая система классификации
В иерархической системе классификации из-за жесткой структуры особое внимание следует уделять выбору классификационных признаков.
При использовании иерархической системы классификации необходимо соблюдать следующие ограничения:
· получающиеся на каждом уровне классификационные группировки должны составлять исходное множество объектов;
· классификационные группировки на каждой ступени не должны пересекаться;
· классификация на каждой ступени должна проводиться только по одному признаку.
Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризует глубину классификации.
Достоинства иерархической системы классификации:
- простота построения;
- использование независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры.
Недостатки иерархической системы классификации:
- жесткая структура, которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки;
- невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.
Фасетная система классификации.
Аспект - точка зрения на объект классификации, который характеризуется одним или несколькими признаками.
Фасет - это совокупность однородных значений данного аспекта, которые используются для образования независимых классификационных группировок.
Значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотя предпочтительнее их упорядочение.
|
|
|
Фасетная система классификации строится следующим образом:
· множество классифицируемых объектов рассматривается в нескольких аспектах, каждый из которых может характеризоваться одним или несколькими признаками, образующими фасет;
· устанавливается некоторый порядок следования фасетов с помощью фасетной формулы (при этом последовательность фасетов определяется по частоте обращения к этим фасетам на некотором множестве заданных задач);
· определяется количество подмножеств классификационных группировок, число которых определяется числом задач, обращающихся при своем решении к тем или иным фасетам.
Внутри фасета значения признаков могут просто перечисляться по некоторому порядку или образовывать сложную иерархическую структуру, если существует соподчиненность выделенных признаков.
Фасетную систему классификации удобно строить в виде таблицы. Названия столбцов соответствуют выделенным классификационным признакам (фасетам), обозначенным Ф1, Ф2,..., Фi,..., Фn. Для каждого объекта задается конкретная группировка фасетов структурной формулой, в которой отражается их порядок следования фасетов. При построении фасетной системы классификации необходимо, чтобы значения, используемые в различных фасетах, не повторялись.
Фасетная система классификации
Достоинства фасетной системы классификации:
- возможность создания большой емкости классификации, т.е. использования большого числа признаков классификации и их значений для создания группировок;
- возможность выбора признаков классификации независимо друг от друга.
- возможность простой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующих группировок.
Недостатком фасетной системы классификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать все многообразие классификационных признаков.
Пример. Множество студентов института ИИТ.
Фасет форма обучение содержит значения: очная, вечерняя, заочная.
Фасет курс содержит значения: 1 курс, 2 курс, 3 курс ….
|
|
|
Фасет специальность содержит значения: ПИЭ, ПИМ.
Структурную формулу любого класса можно представить в виде:
Ks= (Форма обучения, курс, специальность)
Присваивая конкретные значения каждому фасету, получим следующие классы:
К1= (Очная форма обучения, 1 курс, ПИЭ);
K2= (Очная форма обучения, 2 курс, ПИМ);
К3= (Вечерняя форма обучения, 3 курс, ПИЭ) и т.д.
| Форма обучения | Курс | Специальность |
| Очная | 1 курс | ПИЭ |
| Заочная | 2 курс | ПИМ |
| Вечерняя | 3 курс | |
| 4 курс | ||
| 5 курс | ||
| 6 курс |
Для полной формализации экономической информации недостаточно простой классификации, поэтому проводят следующую процедуру - кодирование.
Код - это условное обозначение объектов или группировок в виде знака или группы знаков в соответствии с принятой системой.
Кодирование – это процесс присвоения условных обозначений объектам и классификационным группам по соответствующей системе кодирования.
Система кодирования – это совокупность правил обозначения объектов и группировок с использованием кодов.
Код базируется на определенном алфавите (некоторое множество знаков). Число знаков этого множества называется основанием кода. Различают следующие типы алфавитов: цифровой, буквенный и смешанный.
Код повторения (мнемокод) - это буквенные или буквенно-цифровые коды, которые характеризуются тем, что в структуру кода переносят часть символьных обозначений объектов с целью повышения мнемоничности кода или для сокращения его длины.
Код характеризуется следующими параметрами:
· длиной (L);
· основанием кодирования (A);
· структурой кода, под которой понимают распределение знаков по признакам и объектам классификации;
· степенью информативности (I), рассчитываемой как частное от деления общего количества признаков (R) на длину кода (L): I=R/L;
· коэффициентом избыточности (Kизб), который определяется как отношение максимального количества объектов (Qmax) к фактическому количеству объектов (Qфакт): Kизб= Qmax / Qфакт.
Можно выделить две группы методов, используемых в системе кодирования (рис.2.7), которые образуют:
классификационную систему кодирования, ориентированную на проведение предварительной классификации объектов либо на основе иерархической системы, либо на основе фасетной системы;
регистрационную систему кодирования, не требующую предварительной 
классификации объектов.
Регистрационные системы кодирования используются для однозначной идентификации объектов и не требуют предварительной классификации объектов. Различают порядковую и серийную систему.
Порядковая система кодирования предполагает последовательную нумерацию объектов числами натурального ряда. Этот порядок может быть случайным или определяться после предварительного упорядочения объектов, например по алфавиту. Этот метод применяется в том случае, когда количество объектов невелико, например кодирование названий факультетов университета, кодирование студентов в учебной группе.
Серийная система кодирования предусматривает предварительное выделение групп объектов, которые составляют серию, а затем в каждой серии производится порядковая нумерация объектов. Каждая серия также будет иметь порядковую нумерацию. По своей сути серийная система является смешанной: классифицирующей и идентифицирующей. Применяется тогда, когда количество групп невелико.
Классификационные системы кодирования применяются после проведения классификации объектов. Различают позиционные и комбинированные системы кодирования.
Позиционные системы кодирования используются для иерархической классификационной структуры. Суть метода заключается в следующем: сначала записывается код старшей группировки 1-го уровня, затем код группировки 2-го уровня, затем код группировки 3-го уровня и т.д. В результате получается кодовая комбинация, каждый разряд которой содержит информацию о специфике выделенной группы на каждом уровне иерархической структуры. Позиционная система кодирования обладает теми же достоинствами и недостатками, что и иерархическая система классификации.
Комбинированная система кодирования характеризуется тем, что часть признаков кодируются с использованием одной системы кодирования, а часть – с использованием другой.
Выбор конкретной системы кодирования зависит от объема кодируемой номенклатуры, ее стабильности, от задач, стоящих перед системой, и от показателей эффективности обработки информации при использовании какой-либо системы.
Состав и содержание операций проектирования классификаторов
Все классификаторы, разрабатываемые и используемые в ЭИС, имеют эталонную и рабочую формы.
Эталонная форма классификатора – это официальное издание классификатора на бумажном носителе, удобное для осуществления его ведения.
Рабочая форма классификатора - это весь классификатор или его раздел, занесенный на машинный носитель и удобный для обработки информации.
Весь процесс разработки системы классификаторов для ЭИС можно разбить на четыре этапа.
На первом этапе «Разработка ТЗ на проектирование» выполняется два вида работ:
1. Определение состава, назначения и сферы действия классификаторов, используемых в системе. Перечень классификаторов определяется на основе анализа реквизитного состава первичных и результатных документов и выделения всей совокупности реквизитов-признаков.
По назначению выделяют следующие виды классификаторов:
· для однозначной идентификации объекта;
· для передачи информации на расстояние по каналам связи;
· для поиска и логической обработки первичной информации с целью получения и выдачи результатной информации.
По сфере действия выделяют следующие виды классификаторов: общероссийские, межотраслевые, отраслевые, региональные и локальные.
2. Определение состава исходных данных и требований к разрабатываемым классификаторам. К исходным данным, используемым в процессе проектирования классификаторов, относятся:
· состав задач, для которых разрабатывается классификатор;
· состав объектов классификации и мощность исходного множества;
· состав признаков классификации и число значений каждого признака.
Требования, предъявляемые к классификаторам:
· полнота охвата объектов и признаков классификации;
· согласованность признаков деления множеств объектов с алгоритмами обработки информации;
· взаимная однозначность наименований объектов и их кодовых обозначений;
· простота кодирования и возможность автоматизации процесса классификации и кодирования;
· возможность увязки с другими классификаторами и системами обозначений.
На втором этапе «Разработка методических материалов проектирования», выполняется разработка основных критериев и принципов построения каждого классификатора.
Критерии построения классификатора:
· критерий отнесения того или иного объекта к конкретному классифицируемому множеству;
· степень охвата кодируемого множества объектов.
Принципы построения классификатора определяются структурой классификатора, т.е. количеством ветвей, выходящих из каждой классификационной группировки, количеством ступеней и числом уровней классификации.
Классификатор считается однородным, если на каждой ступени из каждой классификационной группировки выходит одинаковое количество ветвей.
Далее разрабатывается система взаимодействия классификаторов разных уровней и транслятор перехода от одного классификатора к другому.
Существуют следующие системы взаимодействия:
· система равноправных классификаторов характеризуется тем, что на каждом уровне управления используется свой классификатор, а для получения или передачи информации из внешней среды используется соответствующий транслятор. Недостаток: чем больше количество потоков информации на входе, тем больше трансляторов следует разработать.
· система приоритетных классификаторов применяется для предприятий одной отрасли. На каждом предприятии отрасли и на каждом уровне управления имеются локальные классификаторы. Обмен информацией осуществляется в терминах классификатора вышестоящего уровня. В результате уменьшается количество трансляторов, однако трудности возникают при передаче потоков информации между предприятиями, относящимися к разным отраслям.
· система классификаторов-посредников применяется при межотраслевом управлении. На каждом объекте любого уровня управления обработка ведется в терминах своего локального классификатора, а обмен - в терминах одного классификатора-посредника. Преимущество: необходимо создать только один транслятор для каждого предприятия.
· система единого классификатора для обработки информации на всех предприятиях возможна только гипотетически, но реально ее нельзя осуществить из-за необходимости кодирования всей информации, существующей в стране, используя очень громоздкие классификаторы.
На третьем этапе «Организация сбора и обработки исходных данных»:
- определяется перечень решаемых задач, использующих классификаторы;
- выделяются классифицируемые объекты;
- определяется состав признаков классификации и значения признаков;
- производится лингвистическая обработка этих данных (удаление синонимов, омонимов, антонимов и др.);
- производится согласование используемой терминологии в исходных данных с ГОСТами.
На четвертом этапе «Составление классификаторов и системы их ведения» осуществляется построение эталонной и рабочей формы классификатора и системы ведения классификатора,
Эталонный классификатор должен быть согласован, отпечатан типографским способом и распространен всем пользователям для кодирования информации первичных документов.
Рабочие классификаторы наносятся на машинные носители, передаются пользователям и заносятся в файлы справочников баз данных для выполнения процедуры автоматического заполнения машинных форм первичных документов и для раскодирования результатной информации, получаемой после ее обработки.
К задачам, решаемым системой ведения классификатора, относятся:
- актуализация классификатора, т.е. постоянное пополнение и изменение объектов классификации и кодирования;
- своевременное оповещение всех пользователей о происходящих изменениях;
- реструктуризация, или пересмотр структуры классификатора.
Все работы по проектированию классификаторов заканчиваются экспериментальной проверкой и внесением коррективов, утверждением, изданием и рассылкой классификаторов всем пользователям.
Каноническое проектирование ИС отражает особенности ручной технологии индивидуального (оригинального) проектирования, осуществляемого на уровне исполнителей без использования каких-либо инструментальных средств. Как правило каноническое проектирование применяется для небольших локальных ИС.
Процесс канонического проектирования в соответствии с применяемым в нашей стране ГОСТ 34601-90 «Комплекс стандартов на автоматизированные системы» делится на следующие семь стадий:
· исследование и обоснование создания системы;
· разработка технического задания;
· создание эскизного проекта;
· техническое проектирование;
· рабочее проектирование;
· ввод в действие;
· функционирование, сопровождение, модернизация.
Однако, на практике выделяют 4 стадии проектирования ИС: предпроектная стадия, стадия проектирования, стадия внедрения и стадия эксплуатации и сопровождения проекта.
Состав и содержание работ на предпроектной стадии проектирования
На этой стадии выполняется обследование экономического объекта и разработка ТЭО и ТЗ. Основное назначение этой стадии заключается в обосновании экономической целесообразности создания ИС и формулировании требований к ней.
Oбследование – это изучение и диагностический анализ организационной структуры предприятия, его деятельности и существующей системы обработки информации.
Объектами обследования являются:
· структурно-организационные звенья предприятия (например, отделы управления, цехи, участки, рабочие места);
· функциональная структура, состав хозяйственных процессов и процедур;
· стадии (техническая подготовка, снабжение, производство, сбыт) и элементы хозяйственного процесса (средства труда, предметы труда, ресурсы, продукция, финансы).
На этой стадии принято выделять два основных этапа:
1. Определение стратегии внедрения ИС.
2. Детальный анализ деятельности организации.
1 этап. Основная задача 1 этапа обследования – оценка реального объема проекта, его целей и задач на основе выявленных функций и информационных элементов автоматизируемого объекта высокого уровня.
В результате появляется возможность определить вероятные технические подходы к созданию системы и оценить затраты на ее реализацию (затраты на аппаратное обеспечение, закупаемое программное обеспечение и разработку нового программного обеспечения).
Результатом этапа определения стратегии является документ (технико-экономическое обоснование проекта), где четко сформулировано, что получит заказчик, если согласится финансировать проект, когда он получит готовый продукт (график выполнения работ) и сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на разных этапах работ). В документе желательно отразить не только затраты, но и выгоду проекта, например время окупаемости проекта, ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).
2 этап. На этапе детального анализа деятельности организации изучаются задачи, обеспечивающие реализацию функций управления, организационная структура, штаты и содержание работ по управлению предприятием, а также характер подчиненности вышестоящим органам управления. На этом этапе на основе обследования предприятия должны быть выявлены:
ü инструктивно-методические и директивные материалы, на основании которых определяются состав подсистем и перечень задач;
ü возможности применения новых методов решения задач.
По результатам обследования устанавливается перечень задач управления, решение которых целесообразно автоматизировать, и очередность их разработки.
К задачам первой очереди относят самые трудоемкие задачи и задачи, обеспечивающие информацией все остальные задачи комплексов и подсистем (например, задачи планирования и бухгалтерского учета).
Затем выполняется предварительный выбор комплекса технических средств, типа операционной системы, способа организации информационной базы и т.д.
Результаты работ данного этапа представляют объективную основу для формирования технического задания на информационную систему.
Техническое задание – это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления.
На основе ТЭО разрабатываются основные требования к будущему проекту ИС и составляется Техническое задание согласно ГОСТ 34.602 - 89, в состав которого входят следующие основные разделы.
Для сложных ИС иногда на предпроектной стадии включают третий этап – «Разработка эскизного проекта».
Эскизный проект предусматривает разработку предварительных проектных решений по системе и ее частям.
Эти решения разрабатываются на логическом уровне, т.е. алгоритмы обработки информации, описание информационных потребностей пользователей на уровне названий документов и показателей.
Выполнение стадии эскизного проектирования не является строго обязательной. Если основные проектные решения определены ранее или достаточно очевидны для конкретной ИС и объекта автоматизации, то эта стадия может быть исключена из общей последовательности работ.
Содержание эскизного проекта задается в ТЗ на систему.
Состав и содержание работ на стадии техно-рабочего проектирования
Работы на стадии Техно-рабочего проектирования выполняются на основе утвержденного Техничес кого задания.
Техно-рабочее проектирование выполняется в два этапа:
техническое проектирование
рабочее проектирование.
На этапе Техническое проектирование выполняются работы по логической разработке и выбору наилучших вариантов проектных решений, в результате чего создается Технический проект.
Этап Рабочее проектирование связан с физической реализацией выбранного варианта проекта и получением документации Рабочего проекта.
При наличии опыта проектирования эти этапы иногда объединяются в один, в результате выполнения которого получают Техно-рабочий проект
