Г. Н. Исаев

ИНФОРМАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ

В  ЭКОНОМИКЕ

 

 

Предисловие

 

Одна из проблем XXI в. — увеличение количества и объемов инфор­мационных потоков. Эффективное решение этой проблемы в интен­сивном применении достижений науки, техники и технологий. Едва ли найдется специалист, сомневающийся в том, что социальное развитие России в настоящее время в значительной мере зависит от уровня использования наукоемких технологий. В полной мере это относится и к автоматизации процессов обработки информации. В последние годы особенно интенсивно данное направление развивается в области эко­номической деятельности. Это естественно, поскольку экономика — определяющий фактор развития любой страны. В проблеме автомати­зации экономической информации большое значение придается созда­нию и эксплуатации автоматизированных информационных техноло­гий и систем в различных областях экономики. При этом особенно важным представляется решение задач генерации и передачи знаний специалистам различных уровней.

Перед читателем книга, которая содержит решения вышеуказанных задач. Особенность издания в том, что автоматизированные информа­ционные системы рассмотрены достаточно полно как с теоретических, так и с практических позиций. В немалой степени этому способствует то, что автор имеет солидный опыт в области проектирования и эксплу­атации автоматизированных информационных систем, преподавания указанной и смежных дисциплин в ряде вузов Москвы, подготовки на­учных и учебных изданий и выступлений с лекциями и докладами за ру­бежом.

Теоретическая часть представлена совокупностью системообразую­щих признаков автоматизированных информационных систем. Здесь, в частности, рассмотрены цели, задачи, функции, структура, техноло­гия обработки экономической информации, обеспечение безопасности и защиты информационных технологий, методология создания и экс­плуатации систем и др.

Практическая часть отведена рассмотрению конкретных автомати­зированных информационных систем в областях экономики — управ­ления, финансов, бухгалтерского учета, налогообложения, банков, ста­тистики, сервиса, электронной коммерции и др.

Следует отметить, что вопросы автоматизированных информацион­ных систем рассматриваются достаточно полно. Так, например, пред­ставлены как обеспечивающая, так и функциональная части структуры Указанных систем. Вместе с тем книга отличается конкретностью пред­ставляемого материала, что обеспечивает глубину рассматриваемых вопросов. Весьма полезно рассмотрение отдельных вопросов обеспечения качества технологии обработки экономической информации, в частно­сти программных средств по контролю достоверности и полноты обра­батываемых данных и др.

Этому способствует также и то, что текст хорошо иллюстрирован графическим и табличным материалом. Все это обеспечивает свобод­ное восприятие и понимание достаточно сложных вопросов построе­ния и применения автоматизированных информационных технологий и систем.

Представляется удачным включение в структуру книги раздела, посвященного вопросам методологии автоматизированных информа­ционных систем. Это позволяет читателю ответить на актуальный для практических работников вопрос: как создать автоматизированную информационную систему? Хорошо, что рассмотрение требований, предъявляемых к автоматизированным информационным системам, проводится с учетом имеющихся национальных и международных стандартов, других нормативных документов в этой области.

Следует особо отметить раздел по управлению и развитию автомати­зированных информационных систем. Здесь представлены проблемы организации решения вычислительных задач, их параметризации, пла­нирования, диспетчеризации и др. Это обеспечивает лучшее понимание функциональных и экономических сторон деятельности вычислитель­ных структур различного класса и назначения.

На базе решения этих и других вопросов можно повышать эффек­тивность применения автоматизированных информационных систем и их компонентов.

Кроме того, в этом разделе рассмотрены вопросы оценки и управле­ния качеством автоматизированных информационных систем, что представляется перспективным направлением в современной информа­тике. Это особенно актуально в настоящее время, когда качество инфор­мационной продукции должно обеспечивать решение задач, связанных с развитием современных информационных технологий и отечествен­ной индустрии информации.

Несомненно, полезные свойства издания дополняются также и

 алфавитно-предметным указателем. Это обеспечивает пользователю быст­рый поиск необходимой конкретной информации.

По содержанию и структуре материала учебник может быть полезен для широкого круга читателей. В первую очередь он предназначен для студентов, аспирантов и преподавателей экономических вузов, а также для студентов, обучающихся по специальностям «Прикладная инфор­матика», «Автоматизированные информационные системы», «Информационный менеджмент» и другим смежным специальностям. Книга может быть полезна специалистам и руководителям, связанным с реше­нием вопросов создания и эксплуатации автоматизированных инфор­мационных технологий и систем в других областях деятельности.

                                                                             В.Р.Серов,

профессор, доктор технических наук, член-корреспондент РАЕН и АТН РФ, академик МАИ, лауреат Ленинской премии, заслуженный деятель науки РФ

 

Введение

Социально-экономическое развитие страны во многом определяется уровнем информатизации народного хозяйства. Информатизация в зна­чительной мере зависит от эффективности создания и функционирова­ния АИС в экономике. Эти системы призваны рационализировать ин­формационные процессы и решение задач управления во всех сферах экономики. В настоящее время компьютерные технологии применяются в широком спектре трудовых процессов, в той или иной мере связанных с информацией,

— от подготовки простейшего письма до разработки ва­риантов оптимального решения в управлении крупными инвестицион­ными проектами. Применение компьютерной техники, расширенной периферийной аппаратуры, устройств передачи данных и телекоммуникаций позволяет специалистам решать профессиональные задачи с бо­лее высокими показателями эффективности. Функционирование АИС обеспечивает более качественное решение задач при улучшении опера­тивности решения и снижении объема ресурсов. Современные вычис­лительные комплексы АИС обладают большой скоростью выполнения расчетов — до нескольких миллиардов операций в секунду. Это обусловливает особое значение АИС, так как на их базе становится возможным решение экономических задач такого класса, которые ранее решить не представлялось возможным в силу ограниченности вычислительных ресурсов.

Следует отметить, что создание и эксплуатация АИС требуют при­влечения значительных ресурсов. Но не всегда и не везде эффектив­ность АИС удовлетворяет установленным требованиям. Решение теоре­тических и практических задач в области информационной индустрии пока отстает от постоянно растущих потребностей экономики. Тем бо­лее что в современном мире задачи управления экономикой все более усложняются. Таким образом, существует настоятельная необходимость максимального сокращения вышеуказанного отставания.

С повышением жизненного уровня людей и накоплением капитала в большинстве промышленно развитых стран постепенно понижается значимость цены промышленной продукции как важного фактора по­лучения производителем прибыли и его успешности в конкурентной борьбе. В общественном производстве акценты постепенно сдвигают­ся, и на первое место выходит повышение уровня качества автоматизи­рованных информационных технологий АИТ и систем. Как следствие, увеличивается объем продаж информационных и программных продук­тов улучшенного качества и рост прибыли  в сфере информационной индустрии. В настоящее время объем глобального рынка АИТ и услуг составляет более 15 % мировой торговли [52].

В «Концепции национальной политики России в области качества   продукции и услуг» отмечается, что качество продукции — один из важ­нейших факторов реализации национальных интересов в следующих сферах деятельности государства: экономической, социальной, воен­ной, международной, информационной, экологической [38]. В тексте Концепции ожидается улучшение качества процессов обработки ин­формации. К сожалению, приходится признать, что за прошедшие со­рок лет попытки применения средств вычислительной техники в обла­сти управления экономикой в логическом отношении дальше решения задач тривиальной обработки данных не продвинулись. Относительные успехи в области искусственного интеллекта и создания соответствую­щих информационных систем лишь обозначили проблему. Развитие ап­паратных средств автоматизации смогло обеспечить только экстенсив­ные аспекты АИС, но не более того. Для обеспечения вывода АИС на более высокий качественный уровень следует интенсифицировать дру­гие стороны этой проблемы. Одной из таких сторон, по-видимому, яв­ляется повышение уровня логического преобразования данных. В ре­зультате преобразования должна быть получена информационная субстанция, обладающая способностью «погружать» пользователя в та­кую информационную среду, которая бы максимально адекватно отоб­ражала состояние управляемых объектов. Более того, логический аппа­рат преобразования данных в информационную субстанцию должен обеспечивать подготовку научно обоснованных вариантов принятия ре­шений, их реализацию, выработку критериев для оценки и эффектив­ности реализованных решений. Построение структуры логического ап­парата, по всей видимости, будет базироваться на методологии АИС, в частности, теории информационных процессов, теории алгоритмизации и программирования, семиотики, структурной лингвистики и др. Вместе с тем центральное и базовое звено в этой проблеме — качество АИС. Методология АИС предполагает пристальный анализ условий, факторов, методов и средств формирования качества АИС. Только гра­мотно выполненный анализ способен обеспечить качество АИС требу­емого уровня. Решение проблемы улучшения качества АИС и инфор­мационной продукции во многом зависят от наличия и познания внешних и внутренних причин формирования качества. Проблема на­ходит свое разрешение при сочетании как внешних, так и внутренних факторов-причин.

К внутренним причинам можно отнести следующие явления. В со­временной инфраструктуре происходит постоянное расширение мас­штабов общественного производства и усложнение взаимосвязей между хозяйствующими субъектами. Одно из следствий этого — постоян­ное увеличение объемов и усложнение процессов обработки данных. Постепенно зреет социальное осознание того, что кардинальное реше­ние задач управления экономикой может быть реализовано только на базе применения системы прогрессивных методов и средств. Одним из таких средств наука предложила применение автоматизированных тех­нологий и систем.

Вместе с тем предлагаемые и эксплуатируемые информационные технологии и системы не всегда и не везде эффективны. Во многих слу­чаях они не отвечают требованиям по качеству. Возникает необходимость перехода от пассивного отношения к активному воздействию на уро­вень качества информационных систем и информационной продукции. Таким образом, формируются условия внешних причин разрешения проблемы АИС. В современной конкурентной борьбе объем и качество продукции и услуг приобретает первостепенное значение во всех сферах социальной жизни. Проводится масштабное применение автоматизи­рованных технологий и систем в управлении экономикой в России и за рубежом. На уровне научных и практических работников признается необходимость и целесообразность решения проблемы информатиза­ции экономики как в научной, так и в практической сферах. Немало­важный фактор здесь повышение уровня общественного самосознания относительно необходимости применения АИС во всех областях народ­ного хозяйства России. Более того, признается необходимость перехода от экстенсивного к интенсивным методам развития АИС.

Проблема эффективности АИС решается по нескольким направлени­ям. Каждое из направлений предполагает учет разнообразных факторов и условий создания и функционирования АИС. В частности, принци­пиальное условие решения проблемы

— подготовка высококвалифици­рованных специалистов в области создания и эксплуатации информа­ционных технологий и систем. Внедрение эффективных систем требует высокого профессионализма, знания работниками и руководителями всех уровней методов и способов менеджмента АИС, принципов проек­тирования систем, основанных на передовом отечественном и зарубеж­ном опыте и международных стандартах. Политика в этой области имеет целью формирование непрерывной системы образования и подготовки кадров в области АИС [57]. Необходимо готовить специалистов по АИС, обучать работников всех отраслей основам применения АИС, со­действовать подготовке и изданию специальной литературы, журналов и других изданий по данной тематике. Образовательные стандарты выс­шей школы должны быть приведены в соответствие с требованиями вышеуказанной Концепции.

Специалисты должны обладать знаниями и умениями в решении за­дач по построению и применению АИС и информационной продукции различного класса и назначения. Поэтому к числу основных задач дисциплины «Автоматизированные информационные системы в экономи­ке» можно отнести следующие:

1)  усвоение, расширение и закрепление базового понятийного ап­парата проблемы «Автоматизированные информационные системы в экономике»;

2)  изучение теоретических основ построения и эксплуатации АИС;

3)  усвоение базовых знаний в области методологии АИС;

4)  изучение вопросов управления и развития АИС, создания, экс­плуатации и рационализации систем управления качеством АИС.

Учебник «Автоматизированные информационные системы в эконо­мике» состоит из трех блоков, изложение которых продиктовано их ло­гической взаимосвязью. В первом блоке (гл. 1—5) рассмотрены систем­ные вопросы построения автоматизированных информационных систем и технологий. Так, в гл. 1 и 2 представлены общие вопросы экономической информации и автоматизированных информационных си­стем в области экономики. Главы 3—5 освещают вопросы построения и функционирования АИС

— цели, задачи, функции, структура постро­ения АИС. Кроме того, освещены методы и средства защиты информа­ции АИС.

Во втором блоке (гл. 6—12) изложены порядок построения конкрет­ных АИС в определенных областях экономики — на предприятиях, в системе государственной статистики, в областях бухгалтерского учета, финансовой и страховой деятельности, налогообложения, индустрии сер­виса и др. Здесь рассмотрены информационные технологии и пакеты прикладных программ, на основе которых реализованы АИС различного класса и назначения.

Третий блок (гл. 13 и 14) посвящен вопросам развития АИС. Вопро­сы методологии создания АИС (гл. 13) могут потенциально представ­лять интерес не только для студентов, но и для аспирантов и специали­стов, интересующихся вопросами выбора и применения методов и средств в решении задач создания и эксплуатации АИС. Глава 14 ос­вещает вопросы управления вычислительными ресурсами АИС, разви­тия теории и практики АИС.

Автор признателен рецензенту за ряд ценных замечаний, которые были с благодарностью приняты. Автор также будет признателен за за­мечания и пожелания по структуре, содержанию, методике изложения материала, иллюстративной части учебника. Замечания и пожелания будут учтены в дальнейшей работе по улучшению этой книги.

 

Принятые сокращения

АБД          — автоматизированный банк данных                                  

АБС          — автоматизированная банковская система

АИИС       — автоматизированная информационная интеллектуальная си­стема

АИПС       — автоматизированная информационно-поисковая система

АИС         — автоматизированная информационная система

АИТ          — автоматизированная информационная технология

АРПП       — автоматизированный регистр промышленных предпри­ятий

АСОД        — автоматизированная система обработки данных

АСПД        — аналитико-синтетическая переработка документа

АСУ          — автоматизированная система управления

ББК          — библиотечно-библиографическая классификация

БГД           — банк готовых документов

БД             — база данных

БДП          — банк данных по показателям

БЗ             — база знаний

БКД          — блок контроля документов

ВТСОИ     — вспомогательные технические средства обработки инфор­мации

ГВС           — глобальная вычислительная сеть

ГКО          — государственные краткосрочные обязательства

ГОСТ        — государственный стандарт

ГТС           — гипертекстовая система

ИВЦ         — информационно-вычислительный центр

ИИТ         — интеллектуальные информационные технологии

ИПЯ         — информационно-поисковый язык

ИС            — информационная система

ИТС          — информационно-технологическое сопровождение

КИС         — корпоративная информационная система

КС УКИС — комплексная система управления качеством

информаци­онной  системы

КЭОИ       — комплексная электронная обработка информации

ЛВС          — локальная вычислительная сеть

ЛПР          — лицо, принимающее решение

МД            — магнитный диск

МПЗ         — модель представления знаний

НЖМД      — накопитель на жестких магнитных дисках

НМД         — накопитель на магнитных дисках

ООБД        — объектно-ориентированная база данных

ООП         — объектно-ориентированное программирование

ОС       .    — операционная система

ОСТ          — отраслевой стандарт

ПО            — программное обеспечение

ПОД         — поисковый образ документа

ПОЗ          — поисковый образ запроса

ППП         — пакет прикладных программ

ПрО          — предметная область

ПРО          — предпроектное обследование

ПСИ         — прикладные социологические исследования

РКЦ          — расчетно-кассовый центр

САПР       — система автоматизированного проектирования

СГС           — система государственной статистики

СДОУ       — система документационного обеспечения управления

СПД         — система подготовки документов

СТО          — стандарт научно-технического общества

СТП          — стандарт предприятия

СУБД        — система управления базами данных

ТЗ             — техническое задание

ТО и Р       — техническое обслуживание и ремонт

ТП            — технический проект

ТПОД       — технологический процесс обработки данных

ТСОИ       — технические средства обработки информации

ТУ             — технический уровень

УБ             — учетный бланк

УДК          — универсальная десятичная классификация

ЦРП         — Центральная расчетная палата

ЭАИС — экономическая автоматизированная информационная си­стема

ЭС            — экспертная система

APS (Advanced Planning and Scheduling) — развитое управление

произ­водственными планами.

CASE (Computer-Aided Software/System Engineering) — система

 компью­терной разработки программного обеспечения

DFD (Data Flow Diagrams) — диаграммы потоков данных

ЕАМ (Enterprise Asset Management) — системы комплексного  управле­ния основными фондами

ERD (Entity-Relationship Diagrams) — диаграммы «сущность—связь»

ERP (Enterprise Resource Planning) — планирование ресурсов предприятия

IDEFO — стандарт и подмножество SADT

ISO (International Organization for Standardization) — Международная

ор­ганизация по стандартизации

MRPII (Manufacturing Resource Planning) — планирование

производ­ственных ресурсов

SADT (Structured Analysis and Design Technique) — технология

структур­ного анализа и проектирования

STD (State Transition Diagrams) — диаграммы переходов состояний

UML (Unified Modeling Language) — унифицированный язык моделиро­вания

 

 

 

 

 

 

Глава 1. ИНФОРМАЦИЯ  И  ИНФОРМАЦИОННЫЕ  ПРОЦЕССЫ

  В ЭКОНОМИКЕ

 

1.1. Экономическая информация и информационные ресурсы

При изучении определенной проблемы исходят из базового набора понятий, составляющего конструкцию содержания проблемы. В ком­плексе задач создания и эксплуатации АИС в сфере экономики очень важно определить базовые понятия: информация, данные, экономиче­ская информация, информационный ресурс экономики и др.

В общепринятом смысле понятие «информация» (от лат. informa­tion

— разъяснение, изложение) — это сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом. Со временем появляются новые определения понятия. С позиций кибернетики, информация — обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, пере­дача признаков от клетки к клетке, от организма к организму. Насчи­тывается несколько сотен определений понятия «информация». Каж­дое определение формируется в зависимости от конкретных условий применения этого понятия. Постепенно слово «информация» превратилось в общенаучное. В настоящее время оно воспринимается как универсальная категория, как материя и энергия, пространство и вре­мя. Информация существует во времени и пространстве, может пере­даваться между поколениями через века и тысячелетия.

Отличительная черта информации — ее способность подвергаться обработке в соответствии с потребностями человека, задачами специа­листа. Подавляющая масса информации собирается, передается и обрабатывается с помощью знаков. Знаки — это сигналы, которые могут передавать информацию при наличии соглашения об их смысловом содержании между источниками и приемниками информации. Набор

знаков, для которых существует указанное соглашение, называется знаковой системой. Многие знаковые системы, естественно, нельзя четко ограничить. Однако при обработке данных на ЭВМ наличие точ­ного перечня знаков и логико-арифметических правил обязательно. Таким образом, в сфере социальной коммуникации проявляется не толь­ко технологический, но и логический аспект переработки данных. Ин­формация — это результат логической переработки данных, который используется людьми в

общественно-исторической практике путем применения различных форм, методов и средств. Информация может быть представлена в различных формах. Это могут быть, например, зву­ковые волны, алфавиты, радиоволны, электроимпульсы, светосигналы

и др.

Среди методов можно указать, в частности, сравнение, анализ, син­тез, классификацию, индукцию, формализацию, моделирование и др. Если говорить о средствах, то можно назвать речь, письмо, ЭВМ, сети ЭВМ и др. Данные — это сведения об объектах реального мира, пред­ставленные в регламентной форме. Форма представления данных мо­жет регламентироваться приказами, стандартами, инструкциями, дру­гими нормативными документами соответствующей управляющей системы. Сведения — это характеристики, признаки, свойства объек­тов. В методологическом отношении объекты реального мира — пред­меты и явления (процессы) — воспринимаются через проявляемые ими свойства. Информация, данные и сведения обладают функциональным свойством отображения объектов реального мира. Но в определенных условиях управления целесообразно различать эти понятия. Например, в филиале предприятия собираются сведения по результатам произ­водственной деятельности. Затем эти сведения, в соответствии с регла­ментом, оформляются документально в данные о филиале и передаются на головное предприятие. Специалисты предприятия проводят логиче­скую переработку данных по всем филиалам. Затем на основе получен­ной информации руководители принимают решение по управлению предприятием в целом и конкретным филиалом, в частности. Рацио­нальное решение по управлению предприятием базируется на анализе достоверной, полной и своевременной информации.

Информация применяется во всех сферах общественной практики. Одна из таких значительных областей — экономика. Экономическая информация создается в результате экономической деятельности. Она отображает экономические объекты и хозяйственные процессы, кото­рые происходят на этих объектах — предприятиях, фабриках, банках и др. Вместе с тем сфера ее применения выходит за рамки экономики в силу межотраслевого информационного обмена. В то же время на эко­номических объектах может генерироваться и применяться информация, не являющаяся экономической в строгом смысле этого слова, на­пример научная, техническая, юридическая и др.

Путем классификации можно выделить свойства экономической информации (табл. 1.1).

 

 

 

 

 

 

Каждый из указанных классов может быть подвергнут дальнейшей детализации. Данная таблица не исчерпывает всех классификационных признаков и соответствующих классов экономической информации. Она лишь демонстрирует возможный порядок деления системы эконо­мической информации по выбираемым основаниям деления. В соответ­ствии с выделенными в таблице признаками можно определить понятие «экономическая информация». Экономическая информация — это вид информации, отображающей состояние экономических объектов и происходящие в них хозяйственные процессы.

По своим свойствам экономическая информация — своеобразный ресурс экономической деятельности. На ее основе реализуется комплекс задач и функций экономических объектов. Вместе с тем экономическая информация в силу межотраслевого ее характера широко применяется и в других сферах общественно-полезной деятельности. Экономическая информация — неотъемлемая часть информационного ресурса эконо­мики всего общества. Информационный ресурс экономики — это система сведений, данных, знаний, сгенерированных в процессе общественно-исторической практики людей и используемых в экономической дея­тельности. Следует отметить, что экономическая информация занимает в информационном ресурсе общества значительное место в силу не только своего объема, но и содержательной значимости.

Среди существенных характеристик экономической информации, указанных в табл. 1.1, можно отметить такое ее свойство как «форма движения». Ассимиляция экономической информации характерна тем, что на определенном этапе решения

какой-либо экономической задачи в сознании человека проявляется совокупность новых сведений, кото­рые он сопоставляет с системой собственных представлений, понятий, установок и оценок. В результате такого сопоставления происходит ас­симиляция новой информации с ранее приобретенной человеком ин­формацией. Происходит обновление знаний человека об экономическом объекте или процессе. Ассимиляция не распространяется далее сознания человека. В дальнейшей деятельности человек может эту обновленную информацию осмыслить, структурировать и оформить (зарегистрировать) в виде текста средствами определенной знаковой системы, то есть  документировать. Документированная форма движения экономической ' информации способна выполнять процессы передачи информации от человека к человеку, но не всегда и не везде это имеет место. Более раз­витая третья форма движения информации проявляется тогда, когда документ, содержащий ассимилированную информацию, будет введен в каналы социальной коммуникации. Это могут быть, например, пуб­ликация статистического ежегодника в открытой печати, ввод эконо­мического документа в сеть ЭВМ и др. В данном случае экономическая информация становится доступной широкому кругу специалистов.

 

1.2. АИС в управлении экономикой

ИС существовали с момента появления общества, поскольку на лю­бой стадии развития общество нуждается в координации процессов, выполняемых на основе обмена сведениями и управления ими. Особен­но это касается производственных процессов

— процессов, связанных с производством материальных благ, так как они жизненно важны для развития общества. Именно производственные процессы совершен­ствуются наиболее динамично. А по мере их развития усложняется и уп­равление ими, что, в свою очередь, стимулирует совершенствование и развитие информационных систем как наиболее эффективного ин­струмента для передачи сообщений между участниками производства [11,12,46,51].

Для того чтобы понять, что же такое экономическая автоматизиро­ванная информационная система, необходимо прежде всего определить ее место в системе управления экономическим объектом. Потребность в управлении возникает в том случае, когда необходима координация действий членов некоторого производственного коллектива, объеди­ненных для достижения общих целей. Такими целями могут быть: обеспечение устойчивости функционирования или выживания объекта уп­равления в конкурентной борьбе, получение максимальной прибыли, выход на международный рынок и т.д. Цели сначала носят обобщенный характер, а затем, в процессе уточнения, они формализуются управлен­ческим аппаратом в виде целевых функций. Координация действий по достижению целей базируется на системе обмена информацией между участниками производства. Система информационного обмена вклю­чает в себя определенные процедуры, в частности регистрацию, обра­ботку, поиск информации и др.

В соответствии с кибернетическим подходом система управления представляет собой совокупность объекта управления, например пред­приятие, и субъекта управления

 — управленческого аппарата. Аппарат объединяет в себе сотрудников, формирующих цели, перерабатываю­щих информацию, вырабатывающих и принимающих решения, а также контролирующих их выполнение. Роль АИС в контуре управления эко­номическими объектами состоит в том, чтобы осуществить подготовку, обработку и выдачу информации операторам управления — руководи­телям и специалистам (рис. 1.1).

В задачу объекта управления входят прием директивной информа­ции, выполнение планов, выработанных управленческим аппаратом, т.е. реализация той деятельности, для которой создавалась система управ­ления, а также представление данных о состоянии выполнения планов.

Оба компонента системы управления связаны прямой и обратной свя­зями. Прямая связь выражается потоком директивной информации, на­правляемой от управленческого аппарата к объекту управления. Обратная связь представляет собой поток отчетной информации о выполнении принятых решений, направляемый в обратном направлении. Указанные виды связей в системе управления существуют между субъектом и объек­том управления напрямую, а также через АИС. В этом случае связь осу­ществляется в части решения задач по передаче и обработке информации.

Директивная информация порождается управленческим аппаратом в соответствии с целями управления и информацией о сложившейся эко­номической ситуации, об окружающей среде. Отчетная информация формируется объектом управления и отражает внутреннюю экономичес­кую ситуацию, а также степень влияния на нее внешней среды (задержки платежей, нарушения подачи энергии, погодные условия,

общественно-политическая ситуация в регионе и т.д.). Таким образом, внешняя среда влияет не только на объект управления, но и поставляет информацию уп­равленческому аппарату, решения которого зависят от внешних факторов (состояния рынка, наличия конкуренции, величины процентных ставок, уровня инфляции, налоговой и таможенной политики).

Взаимосвязь источника информации — аппарата управления, прием­ника информации — предприятия, а также каналов передачи информа­ции между источником и приемником информации (прямая и обратная связи) и составляют ИС экономического объекта.

Возрастание объемов информации в контуре управления, усложнение ее обработки повлекло за собой сначала внедрение компьютеров на от­дельных операциях, а затем расширение их применения. Традиционная ИС стала качественно меняться. В управленческом аппарате появилось новое структурное подразделение, единственной функцией которого стало обеспечение процесса управления информацией на основе примене­ния средств вычислительной техники. В связи с этим в контуре управления появились новые информационные потоки, а старые потоки частично изменили свое направление. Часть традиционной ИС стала постепенно, но неуклонно трансформироваться в направлении все большей автома­тизации обработки информации. С учетом сферы применения выделя­ются:

•  технические ИС;

•  экономические ИС;

•   ИС в гуманитарных областях и др.

Так как далее речь будет идти об ИС экономического характера, необ­ходимо ввести понятие АИС в области экономики. АИС в экономике — это совокупность методов и средств информационного, технического, программно-математического и организационно-правового характера, предназначенная для информационного обеспечения решения экономи­ческих задач. Таким образом, можно обозначить отраслевой вид АИС — экономическая автоматизированная информационная система (ЭАИС). С помощью ЭАИС, к сожалению, может перерабатываться далеко не вся информация, используемая для управления экономическим объектом,

поскольку на предприятиях циркулируют огромные информационные потоки, играющие важную роль в принятии решений, обработка которых в их полном объеме с помощью компьютеров невозможна. Причин здесь несколько:

•  сложность структуризации информации и формализации процес­сов ее переработки;

•  недостаточное количество вычислительных устройств (парка ЭВМ);

•  отсутствие экономической целесообразности и др.

В АИС от объекта управления направляется только та часть инфор­мации, которую можно систематизировать и обрабатывать с помощью компьютера. Аналогично от управленческого аппарата в АИС переда­ется лишь часть директивной информации, которая может быть соот­ветствующим образом переработана и передана объекту управления. По отношению к общему объему информации доля информации, обрабатываемой в АИС, для различных уровней управления колеблется от 10 до 20 %. В процессе управления принимаются решения трех катего­рий: стратегические, тактические и оперативные. В соответствии с этой классификацией управленческий аппарат обычно имеет трехуровневую иерархию: высший, средний и оперативный уровни.

Высший уровень (высшее руководство) определяет цели управле­ния, внешнюю политику, материальные, финансовые и трудовые ресур­сы, разрабатывает долгосрочные планы и стратегию их выполнения. В его компетенцию входят анализ рынка, конкуренции, конъюнктуры и поиск альтернативных стратегий развития предприятия на случай вы­явления угрожающих тенденций в сфере его интересов.

На среднем уровне основное внимание сосредоточено на составле­нии тактических планов, контроле над их выполнением, слежении за ресурсами и разработке управляющих директив для вывода предпри­ятия на требуемый планами уровень.

На оперативном уровне происходит реализация планов и составляют­ся отчеты о ходе их выполнения. Руководство здесь состоит, как правило, из работников, обеспечивающих управление цехами, участками, смена­ми, отделами, службами. Основная задача оперативного управления за­ключается в согласовании всех элементов производственного процесса  о времени и пространстве с необходимой степенью его детализации.

Процедурную базу АИС составляют автоматизированные информа­ционные технологии. Автоматизированная информационная технология — это совокупность технических и программных средств, предназначен­ная для реализации процессов обработки данных. Таким образом, АИТ  приоритет  как бы базовая компонента (часть) АИС относительно ее Функции преобразования данных. Однако она не может полностью

подменить собой структуру и функции АИС. В АИТ отсутствуют неко­торые структурные компоненты АИС, без которых функционирование системы невозможно, например технологический персонал, БД, ком­плект инструктивной документации, ресурсы и др. Вместе с тем, основ­ные направления развития АИС, например расширение функций, реорганизация структуры, улучшение функциональных и экономических показателей, в значительной мере обусловливается уровнем применяе­мой технологии [35].

АИС обеспечивают решение экономических задач и тем самым вклю­чаются в ПрО экономики. Предметная область экономики в контексте АИС — это совокупность сведений о структуре, процессах и свойствах эконо­мических объектов и АИС, способах взаимосвязи и процессах взаимо­действия между ними. ПрО в значительной мере определяет специфику решения задач построения и функционирования АИС. Обобщенное понимание ПрО можно представить как совокупность объектов, про­цессов, их количественных и качественных характеристик, а также свя­зей между ними, объединенных общей идеей, определенным смыслом или понятием более высокого уровня. Эта область может быть описана в виде некоторой совокупности сведений о ее структуре, основных ха­рактеристиках, процессах, протекающих в ней, а также способов реше­ния задач. Значительная роль в ПрО принадлежит отношениям между объектами. Именно они определяют смысловую сторону, окончательно формируют конкретную ПрО путем выделения ее из других областей или случайного скопления фактов. Упорядоченная и систематизиро­ванная совокупность знаний образует модель ПрО.

Вопросы и задания для самопроверки

1.  Каково значение АИС в экономике?

2.  Укажите внутренние и внешние причины возникновения АИС.

3.  Сформулируйте определения понятий «информация», «экономи­ческая информация», «автоматизированная информационная сис­тема в экономике», «автоматизированная информационная техно­логия», «информационный ресурс экономики».

4.  Какие основные формы движения экономической информации вам известны?

5.  Укажите основные признаки выделения свойств экономической информации.

6.  Сформулируйте определение понятия «предметная область эконо­мики в контексте АИС».

 

 

 

 

 

Глава 2. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ФУНКЦИИ АИС

 

2.1. Цели АИС

При построении и эксплуатации АИС учитываются следующие ос­новные категории, отображаемые как системообразующих признаки АИС: цели, задачи, функции системы, структура, технология создания и функционирования АИС, исходные условия функционирования сис­темы, факторы, влияющие на уровень качества и эффективность АИС и др. Определение системообразующих признаков, в данном случае це­лей АИС, выполняется на основе анализа их содержания и формы про­явления. Изучение содержания проводится путем выявления свойств АИС. Один из способов идентификации свойств — классификация. Группировка проводится по основаниям (признакам) деления. В ре­зультате деления получаются классы (группы) АИС — носители свойств универсального или специфического характера. С учетом этих свойств можно проводить анализ и синтез соответствующих элементов АИС. Обычно группировка и выбор оснований деления выбираются в соответствии с характером решаемых задач. При решении практичес­ких задач целесообразно учитывать наиболее существенные свойства рассматриваемых систем.

Определение цели проведем с учетом рассмотренных в первой главе понятий АИС и ее выделенных характеристик. При формулировании цели обычно исходят из условия предвосхищения результата функцио­нирования какой-либо системы. Цель воспринимается как ожидае­мый результат функционирования системы, который определяется над  системой. Главным результатом функционирования АИС должны быть выдача и предоставление операторам управления информации, которая им нужна в процессе их деятельности для решения экономических задач. Цель АИС — обеспечение специалистов информацией для реше­ния экономических задач. Одна из форм результата — информационная продукция и услуги, предоставляемые потребителям. Кроме того, результатом работы ИС должно быть требуемое качество информационной

продукции. Отсюда цель АИС — это также и повышение уровня каче­ства информации, выдаваемой специалистам — пользователям АИС.

При решении практических задач следует учитывать, что определе­ние цели может быть выполнено путем анализа так называемого дерева целей. Оно представляет собой иерархическую систему целей в виде классификации целей относительно управляемой ИС, ее продукции и услуг. Так, например, на первом уровне иерархии целей АИС могут быть расположены следующие фазы ее жизненного цикла: создание, функционирование. На втором уровне иерархии, в частности стадии «функционирование АИС», можно выделить эффективность техноло­гического процесса обработки информации, качество выходной (ре­зультатной) информации и др. На третьем уровне иерархии, например в категории «эффективность технологического процесса», можно выделить качество подготовки документов, качество индексирования документов, качество ввода документов в ЭВМ, качество обработки данных и др. Указанные категории могут быть дифференцированы на подцели.

Составление системы целей целесообразно выполнять по сценарию. Этот сценарий определяется в каждом конкретном случае группой раз­работчиков системы. В общем случае в этом сценарном плане дерева целей имеется определенный содержательный алгоритм, в структуре которого предусматривается решение следующих вопросов.

1.Что означает эта цель или подцель (осмысление содержания ре­зультата как формы реализации цели)?

2. Кто реализует эту цель (определяется список конкретных лиц, от­ветственных за реализацию цели)?

3. В какие сроки должна быть реализована эта цель (обозначаются временные параметры достижения цели в рамках функционирования управляемой АИС)?

4. Где реализуется эта цель (указываются пространственно-структур­ные характеристики АИС: предприятия, фирмы, надсистемы, в рамках которой функционирует АИС)?

5. Как реализуется эта цель (обозначаются пути, методы, способы, средства достижения цели)?

Построение дерева целей в основном процесс неформальный. Он предполагает творческий подход в решении этой очень важной задачи и базируется на содержательном анализе. Вместе с тем, на этапе систе­матизации, группировки подцелей по вертикали и горизонтали дерева целей возможно применение и формальных моделей.

При определении целей АИС необходимо придание управляемой ИС таких свойств, которые бы обеспечили ее адаптивность и самоорга­низацию.

 

 

2.2. Задачи АИС

Очевидно, что задачи АИС представляют собой базовую категорию

соответствия профессиональным потребностям экономистов. Это и определяет ее уникальность в социально-экономическом пространстве. В силу этого проблема определения задач АИС имеет ключевое значе­ние в контуре управления экономикой и организации информацион­ной среды.

Задачи составляют важную категорию функциональной структуры АИС. Через решение задач обеспечивается достижение ее цели. Задача АИС -  это совокупность методов, средств и процедур, реализация ко­торых обеспечивает достижение цели АИС.

При рассмотрении задач следует учитывать, что существует два ос­новных класса задач: универсальные и специальные. В соответствии с целью основными универсальными задачами АИС представляются:

•  выполнение процессов преобразования информации и выдача ее в удобном для восприятия виде;

•  экономия ресурсов при выполнении процессов преобразования информации;

•  развитие социального статуса работников, занятых в контуре функционирования АИС.

Следует отметить, что в рамках первой задачи выполняется сложный комплекс работ и задействуется множество методов и средств по преоб­разованию информации и получению такой ее формы, которая обеспе­чивала бы эффективное ее восприятие и применение в решении эконо­мических задач. Рассмотрение этой задачи и составляет, в основном, дальнейшее содержание данной книги.

В рамках второй задачи осуществляется комплекс процедур по эконо­мии ресурсов, расходуемых в рамках создания и эксплуатации АИС по всем этапам ее жизненного цикла. В данном случае к ресурсам относятся время, труд, материалы, финансы, расходуемые на поддержание АИС.

Решение третьей задачи должно обеспечить существенное измене­ние социального статуса специалистов, занятых в решении задач АИС, а также развитие параметров АИС. Задачи создания, внедрения и экс­плуатации АИС требуют от специалистов улучшения их знаний и навы­ков в области информатики. Это объективно обусловливает рост их профессионализма и повышение социального статуса в коллективе предприятия, что потенциально улучшает их шансы на карьерный рост повышение материального обеспечения. Задача базируется на широком комплексе процедур, методов и средств, обеспечивающих постоянное развитие АИС. В конечном итоге трансформация характеристик АИС закладывает основу развития качества АИС в целом. Так, например, обучение операторов ЭВМ передовым методам работы снижает де­фекты технологии обработки данных и улучшает параметры производи­тельности контролируемой системы.

Специальные задачи определяются характером производства и теми задачами, которые решает предприятие для достижения поставленной цели. Они включают:

•  обеспечение необходимого объема производства продукции;

•  обеспечение ритмичности в производстве продукции или услуг предприятия (фирмы);

•  проведение мероприятий по обеспечению заданного уровня каче­ства продукции;

•  проведение технико-экономического анализа;

•  выполнение материально-технического снабжения предприятия;

•  обеспечение маркетинговой деятельности предприятия;

•  обеспечение организационно-технических мероприятий по разви­тию предприятия и др.

В системе управления специальные задачи для статуса АИС приори­тетны. Успешность функционирования АИС в конечном итоге зависит от того, насколько эффективно система будет обеспечивать управленческий персонал информацией. АИС прежде всего должна выдавать пользовате­лю адекватную информацию по соответствующим функциональным за­дачам системы управления экономическим объектом.

 

 

2.3. Функции АИС

В решении задач АИС важная составляющая — набор ее функций. Функция АИС — это постоянный набор процедур, выполнение которых обеспечивает реализацию задач АИС. Функции АИС заключаются в ус­тановлении и осуществлении управляющих воздействий, определяе­мых целями и задачами системы, а также другими характеристиками объекта и субъекта управления экономической деятельностью. По своему характеру АИС относится к классу информационно-управляющих систем. Ей присущи две основные разновидности функций, которые она выполняет в плане реализации собственных задач, — функции управления и функции информационно-технологические. Функции управления в свою очередь подразделяются на общие и специальные.

АИС обеспечивает реализацию следующих общих функций управления:

•  планирование и прогнозирование деятельности предприятия;

•  нормирование производственной деятельности;

•  учет и отчетность;

•   контроль производства;

•  анализ производственной деятельности.

Форма планирования качества АИС — обеспечение субъекта управления информацией для разработки прогнозных и тактических планов  предприятия. В рамках данной функции осуществляется прогнозирование деятельности фирмы по основным и обеспечивающим категориям производства. Стратегические цели и задачи любой фирмы требуют си­стематического и постоянного внимания к планомерному воздействию на развитие предприятия.

Основные направления в планировании следующие: достижение  и превышение объемов производства и уровня качества лучших отечест­венных и зарубежных аналогов; своевременная модернизация или снятие с эксплуатации устаревших видов продукции. Кроме того, к задачам планирования относятся: снижение трудоемкости и ресурсоемкости создания и эксплуатации выпускаемой продукции; повышение конкурентоспособности, обеспечение строгого соблюдения требований стан­дартов, технических условий и другой нормативно-технической документации и т. д.

Прогнозирование проводится на базе аналитической информации о динамике развития потребностей общества и возможностях удовлетворения запросов, касающихся продукции определенного вида. Прогнозирование осуществляют специалисты предприятий и ведущих научно-исследовательских институтов с привлечением экспертов из других отраслей, сбытовых, торговых организаций, а также заказчиков и по­требителей продукции.

Нормирование реализуется путем обработки информации по факти­ческим затратам времени и других ресурсов при выполнении трудовых и производственных процессов. Функция нормирования АИС предполагает выдачу информации для выполнения следующих работ:

•  определение обоснованных показателей и параметров технологи­ческих процессов с учетом технологических и функциональных возможностей и экономической целесообразности;

•  обоснование параметров технологических процессов, подлежащих нормированию;

•  обоснование выбора объектов стандартизации применительно к уровням, участкам, этапам и функциям предприятия;

•  установление в нормативно-технической документации требова­ний и норм, ориентированных на удовлетворение перспективных потребностей и ресурсных возможностей предприятия (фирмы)

Для выполнения этих работ проводят более конкретные меропри­ятия:

•  организацию пересмотра или разработки новой нормативно-технической документации фирмы с целью установления прогрессивных требований к показателям производства и его составных частей;

•  выбор и установление номенклатуры, а также значений норматив­ных показателей по производству и продукции;

•  расчет нормативов расхода ресурсов при изготовлении и эксплуа­тации продукции и изделий. Обычно нормирование осуществля­ется в соответствии с общепринятыми методиками, установлен­ными в стандартах и других нормативных документах.

Планирование, прогнозирование и нормирование базируются на функции учета. Обработка информации здесь осуществляется по ши­рокому набору категорий предприятия и его производственной дея­тельности. Учету подвергаются основные фонды и оборотные средства, персонал предприятия, финансовые ресурсы, документы предприятия и др. Очень важен в деятельности любой фирмы статистический учет и отчетность.

Информационное обеспечение контроля — доминирующее по объему в комплексе функций АИС. В зависимости от масштаба и уровня контроля его объектом может быть деятельность как предприятия в целом, так и его отдельных подсистем, например сборка двигателей моторного цеха автозавода. Для АИС предполагается несколько уровней реализации контроля:

1)   обработка информации по диспетчеризации отдельных этапов и (или) технологии предприятия в целом;

2)  управление производством и (или) эксплуатацией оборудования;

3)  управление развитием отдельных звеньев и (или) предприятия в целом.

Функция контроля выполняется по факту реализации определен­ных работ, в частности регулирования технологического процесса про­изводства предприятием продукции. Основная роль АИС в функции контроля — получение количественной информации о состоянии про­цесса, производимой продукции и определение параметров их качества. Данные контроля сопоставляются с допустимыми значениями установ­ленных параметров. Если на графическое изображение статистически обработанных данных контроля нанести установленные контрольные границы параметра технологии, то АИС будет выдавать так называемую контрольную карту. Контрольная карта АИС — это график изменения контролируемого параметра АИС с указанными на нем допустимыми отклонениями фактических значений параметра от его номинального значения. Рассмотрим пример простой контрольной карты АИС параме­тра качества технологии обработки данных (рис. 2.1.). На графике видно, что фактические значения расположены довольно близко к линии Т3.  Однако на четвертом временном этапе значение Рф вышло за пределы фазового пространства. Это говорит о необходимости выполнения ком­плекса мероприятий по возвращению Рф в область допустимых значений,

что и было выполнено системой управления качеством на пятом вре­менном этапе. Подробный анализ выполняется с целью выявления ус­пешности (неуспешности) выполненных управляющих воздействий. Кроме того, АИС выдает информацию по выявлению факторов и участ­ков технологического процесса, наиболее сильно снижающих уровень качества продукции.

Функция анализа обеспечивает проникновение в суть качественного состояния управляемых экономических объектов и их частей. Анализ состоит в делении объектов на составные элементы. Например, в ком­плексной системе производства продукции выделяются части (подзада­чи) — цеха, подразделения, участки. АИС выдает аналитическую ин­формацию об управляемом объекте, на основе которой изучается состояние объекта, проводится оценка его функционирования, уточня­ется уровень отклонений в деятельности объекта от установленного рег­ламента функционирования и принимается решение о корректировке работы управляемого объекта. В свою очередь, каждый из этих элементов может быть разделен на более мелкие элементы по выбранному кри­терию. При этом по каждому анализируемому объекту (его элементу) определяется состав конкретных свойств, что в значительной мере уп­рощает и улучшает изучение и анализ состояния управляемого объекта.

АИС выдает информацию, выполняя специальные функции, кото­рыми она обладает в соответствии со своим классом. К специальным функциям можно отнести, в частности, следующие:

•  прогнозирование покупательского спроса;

•  аттестация и сертификация выпускаемой продукции;

•  организация разработки и управление качеством создания новых видов продукции;

•  организация материально-технического обеспечения;

•  подготовка и повышение квалификации кадров;

•  анализ финансово-экономического состояния фирмы;

•  организация и подготовка производства, и др.

Для реализации каждой из указанных общих и специальных функ­ций, в зависимости от масштабов АИС, могут быть предусмотрены сле­дующие этапы управленческого цикла, по которым система выдает со­ответствующую информацию:

1)  анализ состояния выполнения функции;

2)  разработка и принятие решения по ее реализации;

3)  организация выполнения принятого решения;

4)  контроль за исполнением решений.

Разработка и принятие управленческих решений по улучшению реа­лизации общих функций АИС наиболее значимы, так как без принятия соответствующих решений система управления существовать не может. Способы принятия управленческих решений различны и зависят по су­ществу от характера функции и ее объема. Применительно к управ­лению экономическим объектом способы принятия решений носят сложный, многофакторный, оптимизационный или эвристический ха­рактер. В АИС предусматривается многоуровневая структура организа­ции и реализации функций управления: отдельное рабочее место, этап технологии производства, производство в целом, структурное подраз­деление, предприятие (организация), экономический регион (город, область, республика), отрасль (министерство), государство, экономическое сообщество государств.

Принципиальная категория функциональной составляющей АИС — комплекс информационно-технологических функций. Среди них:

•  сбор сведений об управляемом объекте;

•  регистрация данных;

•  передача данных;

•  индексирование данных (аналитико-синтетическая переработка документов);

•  ввод данных в ЭВМ;

•  обработка данных;

•  поиск данных;

•  ведение баз данных;

•  хранение данных (базы данных);

•  актуализация информации;

•  корректировка информации;

•  копирование и тиражирование информации;

•  выдача производных документов пользователю;

•  отображение информации.

В зависимости от уровня реализации каждая из вышеуказанных функ­ций модифицируется по своему содержанию, объему и способу выпол­нения работ. Некоторые из указанных функций могут находиться в сопод­чинении. Так, например, функция «ведение баз данных» может включать в себя подфункции или процедуры актуализации, корректировки, реор­ганизации, копирования и тиражирования данных. Подфункция тиражи­рования в распределенных базах данных заключается в своевременном представлении пользователям откорректированных данных в соответ­ствии с регламентом функционирования АИС.

Вопросы и задания для самопроверки

1.   Сформулируйте определение и дайте характеристику цели АИС.

2.   Сформулируйте определение понятия «задача АИС».

3.   Каковы основные задачи АИС?

4.   Сформулируйте определение понятия «функция АИС».

5.   Назовите общие функции АИС.

6.   Назовите специальные функции АИС.

7.   Назовите информационно-технологические функции АИС.

 

 

Глава 3. СТРУКТУРА АИС

 

3.1. Определение структуры и целостности АИС

Одна из доминирующих категорий АИС — ее структура (лат. struc­ture — строение, расположение, порядок). Понятие «структура» упот­ребляется достаточно давно и применяется в качестве одного из средств определения понятий формы, организации, отображения со­держания определенного объекта [14]. В общепринятом понимании слово «структура» обозначает совокупность составных частей объекта. Однако эти части могут организовать структуру только при наличии определенных связей между ними. Структура АИС — это способ взаимо­связи элементов системы, обеспечивающий ее целостность. Способы взаимосвязи структурных элементов должны быть такими, чтобы можно было обеспечить целостность объекта, его тождественность самому себе в различных условиях существования. Таким образом, целост­ность АИС — существенная характеристика, относящаяся прежде всего к ее структуре. Целостность АИС — это свойство АИС, обеспечиваю­щее устойчивость и функционирование системы в соответствии с ее назначением. При отсутствии в структуре АИС, например, программного модуля по расчету показателей финансового состояния фирмы функция оценки ее финансово-экономического состояния не будет выполняться. А это означает, что способность системы осуществлять свое целевое функционирование в целом становится проблематичной. Кроме того, целостность АИС зависит и от параметров работоспособ­ности ее элементов, например, слабый уровень контроля достовернос­ти данных снижает параметры БД АИС и потенциально нарушает ее целостность.

Родовидовая структура АИС определяется комплексом классификаци­онных признаков, или свойств. Эти признаки могут выступать как основа­ния деления АИС на структурные группы или классы. В гл. 13 (табл. 13.2) выделен спектр АИС при рассмотрении методологии информационных систем. Здесь же дадим характеристику АИС только в аспекте решаемых задач. По характеру решаемых задач современные АИС можно условно разделить на четыре основных класса:

1) Автоматизированные системы обработки данных (АСОД).

2) Автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС).

3) Автоматизированные системы управления (АСУ).

4) Автоматизированные интеллектуальные информационные систе­мы (АИИС).

Исторически сложилось так, что первыми АИС в системах организа­ционного управления стали АСОД. Автоматизированная система об­работки данных — это разновидность АИС, которая характеризуется большим объемом исходных данных и несложностью алгоритмов их об­работки. Они ориентированы на переработку данных по экономичес­ким задачам, которые не отличаются сложностью алгоритма. Вместе с тем этот класс систем, как правило, перерабатывает большой объем данных. Основной объем вычислительных операций выполняется ме­тодом прямого счета, например обработка данных по составлению сводного баланса предприятия на основе балансов дочерних предпри­ятий. Основная задача АСОД — обработка входных документов (дан­ных) в соответствии с алгоритмом решаемой экономической задачи и своевременная выдача результатных (выходных) документов пользо­вателю.

Едва ли не одновременно с АСОД появились АИПС. Автоматизи­рованная информационно-поисковая система — это разновидность АИС, предназначенная для поиска и выдачи информации по запросу потре­бителя. В задачах управления очень часто прибегают к использованию обширной информации, которая уже имеется и хранится в специально организованных хранилищах (БД). Чтобы принять обоснованное реше­ние, руководитель или специалист обращается с запросом (поисковым предписанием) и таким образом взаимодействует с АИПС.

В процессе управления довольно часто возникают ситуации, вызы­вающие необходимость неоднозначного подхода к выработке и принятию решения по регулированию экономического объекта. Оператор управ­ления, или ЛПР, привлекает для рассмотрения несколько так называе­мых оптимальных вариантов решения. Оптимизация решения задачи проводится средствами АСУ. Автоматизированная система управления — это разновидность АИС, обеспечивающая обработку данных по алго­ритму оптимизации решения экономической задачи. В большинстве случаев АСУ — это более развитой проект АСОД, у которой имеется специальный блок программ, обеспечивающий алгоритм оптимизации. В результате переработки данных по решению оптимизационной зада­чи АСУ выдает несколько оптимальных вариантов. На основе анализа этих вариантов ЛПР принимает решение, более адекватное заданным конкретным условиям и критериям решения задачи. Критерием может быть любой параметр системы управления, в данное время наиболее значимый для предприятия, например минимизация времени (себестоимости) производства единицы продукции, максимизация объема выпускаемой продукции и др.

Усложнение народнохозяйственных задач и процессов управления вызвали необходимость создания такого средства, которое бы обеспе­чивало получение нового знания или принципиально новой информа­ции, не присутствующей в имеющихся БД. Таким средством стали АИИС. Автоматизированная интеллектуальная информационная систе­ма — это разновидность АИС, предназначенная для генерации новых знаний, не содержащихся в исходных данных в явном виде. В основе АИИС лежит концепция искусственного интеллекта. Функция искус­ственного интеллекта как компонента АИИС состоит в том, .чтобы вы­полнить анализ исходных данных, провести определенные логические процедуры и выдать пользователю новое знание об объекте управления. Главные компоненты в структуре АИИС — БЗ, интеллектуальный интерфейс и программа логических выводов. Как разновидность АИИС можно рассматривать ЭС или экспертно-советующие системы. Более подробно структурные и технологические особенности обозначенных здесь классов АИС представлены в разд. 3.2 и гл. 4.

В теоретическом плане вопросы структуры отдельной АИС можно рассматривать условно разделив ее на обеспечивающую и функцио­нальную части. Каждая из указанных частей дифференцируется на со­ставные компоненты структуры — обеспечивающие и функциональные подсистемы АИС.

 

3.2. Обеспечивающая часть структуры АИС

Отобразим структуру обеспечивающей части и дадим трактовку ос­новных понятий обеспечивающих подсистем АИС (рис. 3.1).

 

3.2.1- Подсистема «Информационное обеспечение АИС»

Одним из существенных структурных компонентов АИС является подсистема информационного обеспечения. Подсистема «Информацион­ное обеспечение» АИС

— это совокупность баз данных, файлов, документов и лингвистических средств, обеспечивающая реализацию информационной составляющей АИС. Структура подсистемы состоит из следующих основных блоков:

•  базы данных (БД);

•  базы знаний (БЗ);

•  лингвистические средства.

Базы данных АИС. Особую значимость для подсистемы составляют  БД [24, 41, 67].  База данных АИС — это совокупность  файлов, докумен­тов, показателей, данных, упорядоченных по определенным признакам, умеющим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, а также обеспечивающих их независимость от прикладных программ. В БД АИС может быть представлена не только экономичес­кая, но и правовая, научная, техническая и другая информация.

В основе классификации БД могут быть положены различные осно­вания деления, некоторые из них приведены ниже. В большинстве слу­чаев выбор оснований систематизации БД определяется конкретными условиями работы предприятия и характером функциональных и ин­формационных задач.

По форме представления данных различаются одноконтурные и многоконтурные БД. Основная форма представления БД двухконтурная. Первый контур хранится на внешнем накопителе ЭВМ (жесткий магнитный диск, магнитная лента, магнитный барабан и др.), а второй контур как страховой может быть представлен на флоппи и (или) CD и других носителях. Могут быть и трехконтурные БД, когда третий кон­тур представлен и сохраняется на традиционных бумажных документах. БД АИС четвертого контура может быть представлена в форме микро­фильмированной ленты и (или) ее отдельных отрезков.

По характеру содержащейся информации различают фактографиче­ские, документальные и смешанные БД. Фактографическая БД отобра­жает конкретные сведения, необходимые пользователю — факты, пока­затели, свойства продукции, формулы расчета какой-либо величины, отрывок (фрагмент) текста документа, документ полностью и др. Доку­ментальная БД содержит только сведения о документах

— библиогра­фическое описание документа, аннотацию, реферат, идентификатор Документа, адрес его хранения в БД и т.д. Сам документ хранится, как правило,

во внешнем контуре БД — шкафу, хранилище, библиотеке-де­позитарии и др. В документальных БД по массиву первого контура про­водится поиск адреса хранения полного текста документа, а затем по адресу осуществляется доступ и к самому документу. Подобное разме­щение документальных БД продиктовано желанием сократить физиче­ский объем информации и обеспечить тем самым быстроту доступа к необходимой информации. При условии высокой производительности ЭВМ, отсутствия дефицита внешней памяти документальные БД объе­диняют во внешней памяти ЭВМ первый и второй контуры.

В смешанных БД представлены как фактографические, так и доку­ментальные массивы информации.

Базы данных имеют определенные способы построения, так называ­емые модели баз данных: иерархические, сетевые, реляционные и объ­ектно-ориентированные.

Иерархическая модель БД построена по принципу древовидного графа, в котором информационные элементы представлены по уровням их соподчиненности (иерархии). Например, на первом уровне расположены сведения об объекте («Конкуренты»), на втором уровне — о продукции, которую они поставляют на рынок, на третьем уровне

— цена продук­ции и т.д. Таким образом, в структуре иерархии каждый порожденный узел не может иметь более одного порождающего (выходного) узла. Ко­рень дерева здесь не порожденный, а порождающий узел. Узлы, не име­ющие выхода, носят названия листьев. При поиске необходимых дан­ных происходит чтение записей от корня к листьям дерева, т. е. сверху вниз. Достоинством стало то, что подобная структура БД обеспечивает более быстрый доступ и выдачу данных пользователю. Вместе с тем, не­достатком представляется жесткость иерархической структуры. Отсут­ствует информационная гибкость в поиске, так как за один проход не­возможно получить данные, например, о ценах одного товара разных поставщиков. В иерархической модели реализована связь между дан­ными по схеме «один ко-многим».

Сетевая модель БД имеет независимые типы данных, т.е. «Конкурен­ты», и зависимые типы данных — продукция и цены на продукцию. В сетевых моделях возможны как прямые, так и обратные виды связей между данными (записями). Существует ограничение — каждая связь должна включать в себя основную и зависимую записи. К достоинству сетевой модели можно отнести гибкость организации и доступа к дан­ным относительно иерархической модели. Как недостаток можно ука­зать, что сохраняется относительная жесткость в построении структуры БД. Это влечет необходимость в определенных ситуациях реструктури­рования БД, препятствует реализации более гибкой стратегии поиска данных.

Реляционная модель БД имеет независимую организацию взаимосвязи логических и физических записей. Отношения между данными постро­ены в виде двухмерных таблиц и наделены определенными признаками. Каждый элемент таблицы отображает одно данное. Элементы столбца таблицы имеют одинаковую природу, отображая одно свойство (при­знак) в строке (записи) таблицы.

При поиске данных строки и столбцы могут анализироваться в лю­бом порядке независимо от их содержания, что существенно улучшает характеристики поиска, как в содержательном, так и в технологическом смысле. Достоинства реляционной модели объясняются тем, что в ее основе лежит строгий аппарат реляционной алгебры. В этой модели реализована простота доступа к данным, гибкость поиска и защиты данных, независимость данных, относительная простота построения языка манипулирования данными. Язык запроса в соответствии с реля­ционной алгеброй включает следующие основные понятия: проекция, соединение, пересечение и объединение. Язык описания данных опи­сывает характер поиска данных без указания последовательности дей­ствий, необходимых для получения ответа на запрос.

В соответствии с нашим примером реляционная БД имеет три таб­лицы: Т1

— таблицу поставщиков, Т2 — таблицу продукции и ТЗ — таб­лицу цен на продукцию. Таблица Т1 имеет следующую структуру. Каж­дый конкурент имеет уникальный номер, наименование фирмы, место дислокации (город), значение индекса конкурентоспособности и др. Таблица Т2 описывает товары, которые конкуренты поставляют на рынок. Каждый вид продукции имеет уникальный номер, наименова­ние, габариты, вес и др. Таблица ТЗ содержит данные о цене товаров — номер конкурента, номер продукции, ее цену на рынке. Таблица ТЗ слу­жит для того, чтобы обеспечить связь между двумя первыми таблицами. Таким образом, первая строка таблицы ТЗ связана с определенным кон­курентом из таблицы Т1, поставляющим на рынок определенный товар из таблицы Т2. Например, первая строка таблицы ТЗ отображает цену — 300 руб. товара определенного вида таблицы Т2 конкурента с опреде­ленным идентификатором из таблицы Т1. Таким образом, можно уз­нать, какие товары каких конкурентов имеют на рынке определенную Цену. Можно структурировать запросы и по другим параметрам, напри­мер, какие конкуренты выпускают товары определенного вида.

Применение реляционных БД позволяет:

•  собирать и хранить данные в виде таблиц;

•  легко обновлять данные;

            • получать информацию по атрибутам или записям;

            • отображать полученные данные в виде диаграмм или таблиц;

            • производить необходимые расчеты по данным базы и др.

Объектно-ориентированная модель БД — пример реализации БД  более высокого логического уровня. ООБД возникли на концептуальной основе ООП. В отличие от структурного, ООП базируется не на процедурных (программных) категориях (циклы, декларации, условия и др.), а на более широкой категории — объектах. Объектом можно объявить все, что представляет интерес для обработки данных на ЭВМ — завод, подразделение, работника, программу ЭВМ, запись БД, пиктограмму экранного окна и т.д. Объект — программно связанный набор процедур, методов и свойств, реализующих определенную задачу. Процедура — это совокупность операций, которые может выполнять объект. Метод — это способ, прием, которым пользуется объект при выполнении процедур. Свойство — это признак, с помощью которого описывается объект. Например, работник как объект характеризуется свойствами, характери­зующими его функциональные способности, технологическими проце­дурами, которые он выполняет в процессе трудовой деятельности и методами, посредством которых реализуются технологические процедуры. Организация ООБД имеет несколько стадий:

1)  концептуальная модель, когда множество объектов БД прошли описание по соответствующим правилам;

2)  логическая модель, когда определены свойства объектов и указа­ны логические взаимосвязи между объектами;

3)  физическая модель, когда определены адреса и проведено разме­щение объектов в памяти ЭВМ.

В настоящее время для упрощения создания ООБД развиваются си­стемы программирования класса ООП. При этом унифицируются мно­гие процедуры порождения объектов путем создания шаблонов, масок для описания методов и свойств объектов и др. Многие крупные фирмы заняты в настоящее время разработкой систем ООП. Примером может служить фирма Microsoft, предлагающая на рынке такие системы, как Visual Basic, Visual FoxPro, Access, MS SQL Server. Эти системы обеспечивают не только создание объектов, но и организацию ООБД, предос­тавляют дополнительные средства работы с ними. Они наиболее эф­фективно решают задачи создания и манипулирования данными реляционных БД. В настоящее время ООБД не имеют полностью завер­шенной теоретической базы. Однако настоятельное требование прак­тики в решении задач, в частности, развития мультимедиа, расширения средств интеграции полиформатных систем, увеличения функциональ­ных возможностей вычислительных сетей и телекоммуникаций станет существенным стимулом для дальнейшего развития теории ООБД.

В структуре подсистемы «Информационное обеспечение» опреде­ленное место занимает понятие единицы информации и ее свойства.

Единицы информации в АИС могут быть как физическими (синтак­сическими), так и семантическими категориями. К ряду физических единиц можно отнести: бит, байт, символ. К семантическому уровню единиц информации АИС относятся категории, которые обозначают в основном логическую иерархию смысловых единиц информации — атрибут, реквизит-признак, параметр, показатель, запись, документ по унифицированной или произвольной форме, файл, БД по определен­ной предметной области и др. Свойства каждой из указанных категорий накладывают свой отпечаток на способы организации размещения и хранения единиц информации о качестве ИС. Каждая единица ин­формации как логический элемент структуры БД, представляет собой определенный объем смысла, структурированного содержания об уп­равляемом экономическом объекте. Семантическая единица информации БД — это определенный объем информации, отображающий категорию измерения содержания БД.

Наиболее распространенная единица информации об управляемом экономическом объекте — документ. Экономический документ — это материальный носитель с закрепленной на нем экономической инфор­мацией, имеющей юридическую силу.

По признаку технологичности документы АИС разделяются на входные, промежуточные и выходные:

•  входные документы содержат исходные данные о состоянии управ­ляемой экономической системы;

•  промежуточные документы могут быть сгенерированы в процессе интерактивного контроля технологии обработки данных об управ­ляемом объекте. Кроме того, они могут содержать системные све­дения, необходимые и применяемые для решения нескольких задач АИС, например нормативы, расценки на выполнение определенных производственных операций, контрольные данные о ка­честве технологии обработки данных и др.;

•  выходные документы содержат информацию по широкому спек­тру вопросов, раскрывающих состояние управляемой фирмы, — объем произведенной продукции, финансовое состояние фирмы, структура персонала и др.

Семантическая структурная единица документа — показатель. Экономиче­ский показатель — величина (критерий, уровень, индекс, измеритель), отображающая состояние экономического объекта по его отдельной составляющей. В зависимости от характера содержания отображаемой информации показатели можно разделить на качественные и количест­венные. По уровню агрегирования показатели разделяются на элементар­ные, групповые, интегральные, комплексные, обобщенные и др. В за­висимости от области применения экономические показатели делятся на аналитические, прогнозные, плановые, расчетные, статистические  и др. Показатель состоит из двух основных единиц

— реквизита-при­знака и реквизита-основания. Реквизит-признак — это часть показа­теля, отображающая качественную сторону состояния объекта, а реквизит-основание — это часть показателя, отображающая количествен­ную сторону состояния объекта. Например, в показателе «Увеличение производства холодильников завода «Айсберг» в 2003 г. по сравнению с 2002 г. составило 10 %» реквизит-основание — 10 %, а вся остальная часть записи — это реквизит-признак. Более подробная характеристика элементов структуры документа и показателя и их взаимосвязи с другими элементами информации приведена в разд. 13.2.

В организации БД следует также учитывать другую семантическую единицу

— атрибут, который связан с логикой показателя, в частности реквизита-признака. Атрибут — элементарная семантическая единица информации. Элементарность в данном случае обозначает неделимость атрибута на низшие смысловые компоненты без потери смысла. Так, в вышеуказанном примере атрибутом будет разновидность холодильника, например, «Полюс», «Снежинка» и др. Выделение множества атрибутов играет определенную роль при разработке лингвистических средств информационного обеспечения АИС, в частности, разработке ИПЯ классификационного типа

— классификаторов и кодификаторов тех­нико-экономической информации.

В структуру БД АИС входят различные компоненты — агрегаты, массивы, файлы и др. Агрегат — структурированная совокупность информационных объектов, определяемая как единый тип данных. Агрегаты в основном представляются файлами текстового вида. Вместе с тем могут быть агрегаты мультимедийного характера, например для решения задач презентации фирмы, ее продукции и др. Довольно зна­чительный ряд агрегатов может быть отображен в форме диаграмм, гистограмм, графиков, как в

черно-белом, так и в цветном виде. Массив информации — это поименованная совокупность однотипных (логически однородных) элементов, упорядоченных по индексам, которые опреде­ляют положение элементов в массиве. Элементами массива могут быть документы, файлы, записи и др. Один из весомых параметров масси­ва — его измерение, которое можно обозначить как градацию размер­ности массива. Такими градациями могут быть одномерные массивы, имеющие одно измерение, например запись файла, двухмерные масси­вы, например строки и столбцы таблицы, и др. Индексы играют важную роль в организации данных. Они позиционируют элементы и указыва­ют его адрес в массиве. Так, например, индекс может выступать в роли адресной константы, используемой для модификации адреса путем суммирования ее значения с вычисленным в программе адресом.

Файл — опорный структурный элемент БД. Файл — это поименован­ная область внешней памяти ЭВМ. Файл может содержать различную информацию: текстовый документ, рисунок, музыкальное произведение, программу ЭВМ и др. Каждый файл записывается и хранится во внешней памяти ЭВМ и имеет собственное имя, идентифицирующее его в ком­плексе файлов, находящихся в БД. Структура имени файла состоит из левой и правой частей, разделяемых точкой. Левая часть, как правило, означает содержание файла и имеет различный формат в зависимости от применяемой в АИС операционной системы. Например, в дисковой опе­рационной системе формат левой части имени файла составляет не более восьми символов, в операционной системе Windows формат этой части составляет не более 256 символов. Правая часть — расширение имени файла — состоит из трех символов и обозначает класс файла. Так, напри­мер, файлы, подготовленные в текстовом редакторе Word, имеют расши­рение doc, файлы, подготовленные в графическом редакторе Paint Brush, имеют расширение bmp, файлы, содержащие программы, — exe, com.

Файлы составляют основную часть БД АИС. В них может быть пред­ставлена информация о состоянии экономической системы в различ­ных разрезах:

•  по классам экономических объектов;

•  по номенклатуре продукции;

•  по этапам сборки изделий;

•  по реализации товарной продукции;

•  по значениям групп показателей качества выпускаемой продукции и др.

С целью рационального решения задач обработки данных проводится соответствующее размещение файлов в БД. Классифицировать размеще­ние файлов в БД можно по нескольким основаниям деления. Например, по функциональным подсистемам (информация по планированию про­изводства, по учету и отчетности, по

материально-техническому снабже­нию), по видам документов

(организационно-распорядительные, пла­новые, фактические и т.д.).

Каждый из указанных классификационных признаков, в свою очередь, может быть разделен на формы информации, содержащие более конкретные сведения о качестве элементов управляе­мого объекта.

Очень часто файлы в БД представлены в табличной форме. Таблица — способ формализованного представления данных в виде двухмерного массива. Таблица состоит из строк и столбцов. Строки таблицы обозна­чаются записями. Запись — это единица обмена данными между про­граммой и внешней памятью ЭВМ. Тип записи определяет вид файла Данных. Это могут быть файлы, имеющие:

•  записи фиксированной длины;

•  записи переменной или неопределенной длины;

•  байтовый или битовый поток данных.

Запись может содержать данные о различных объектах — отдельном человеке, устройстве, процессе и др. Записи состоят из полей, содержащих отдельные данные об объекте. Поле записи — часть записи файла, име­ющая функционально самостоятельное значение и обрабатываемая в программе как отдельный элемент данных. Столбцы таблицы опреде­ляют свойства, характеристики, признаки, атрибуты объектов, например год рождения человека, его пол, профессию и др. Каждый столбец от­носится к определенному полю записи.

Необходимые пользователю данные могут находиться в нескольких записях, размещаться в нескольких таблицах. Для обеспечения связыва­ния записей таблиц, доступа к записям и поиска нужной информации в БД применяются так называемые ключи. Ключ — это совокупность зна­ков, используемая для идентификации записи в файле и быстрого доступа к ней. Ключ представляет уникальный номер записи в БД, ее фрагмента, файла и присваивается каждой записи при ее загрузке в БД. По характеру выполняемых функций в реляционных БД различают основной (первич­ный) и исходный (внешний или вторичный) ключи. Основной ключ — это ключ, который однозначно идентифицирует запись в таблице. Ключи присваиваются записям так, чтобы в таблице не было двух строк с одина­ковым значением ключа. Следующий этап связывания таблиц — опреде­ление внешнего ключа. Исходный, или внешний, ключ отображает значе­ние ключевого поля записи, уникально идентифицирующее ее в массиве. Этот ключ создается в таблице, поля которой имеют ссылки на «главную» или «родительскую» таблицу массива. Таким образом, в каждой строке «подчиненной» или «дочерней» таблице значение внешнего ключа соответствует значению первичного ключа. Поле ключа и его значение опре­деляет лицо, создающее массив или файл. Значения ключей расположены в специально предназначенных для этого полях записи.

После связывания первичных и внешних ключей в подчиненной таблице должны быть определены ограничения на значения полей, отображающих внешние ключи. В управлении данными всегда необхо­димо согласовывать изменения ключевых полей главной таблицы со значениями в подчиненной таблице, иначе может быть нарушена целост­ность данных. Целостность данных — это система условий и правил, обеспечивающая защиту данных от нежелательных изменений и удале­ний. Например, если в роли первичного ключа выбран табельный но­мер работника и с ним установлена связь внешних ключей различных таблиц, то при корректировке табельного номера в главной таблице связь будет нарушена. Записи в подчиненной таблице будут потеряны, так как с ними не будет сопоставлена ни одна строка главной таблицы. Для связывания записей главной и подчиненной таблиц существует несколько типов связей:

• «один-к-одному» — каждой строке главной таблицы соответствует единственная строка (или ни одной) подчиненной таблицы, и

каждая строка зависимой таблицы должна быть связана с одной строкой главной таблицы. Например, каждый человек имеет един­ственного отца и единственную мать;

•  «один-ко-многим» — каждой строке главной таблице соответствует ни одна, одна или более строк подчиненной таблицы. Вместе с тем, каждая строка зависимой таблицы должна иметь связь с един­ственной строкой главной таблицы. Примером такого типа связи может служить связь руководителя с подчиненными;

•  «многие-ко-многим» — каждой строке главной таблицы соответ­ствует ни одна, одна или совокупность строк подчиненной табли­цы. При этом каждая строка подчиненной таблицы может быть связана с одной и более строкой главной таблицы. Пример такой связи — взаимодействие сотрудников в трудовом процессе. Каж­дое производственное задание может выполняться несколькими сотрудниками, каждый сотрудник может выполнять несколько производственных поручений.

Реализация связей осуществляется в зависимости от характера БД в виде схемы данных. В этой задаче ключи служат для индексной орга­низации данных в форме индексированных файлов. Индексированный файл — файл, снабженный системой индексов, обеспечивающей быс­трый доступ к записям файла. В зависимости от применяемых ключей различают:

•  прямой файл — файл, доступ к записям которого осуществляется по адресу либо последовательно путем поиска по ключу. В плане прямого доступа следует указать индексный файл, упорядочен­ный по значениям одного или нескольких полей БД, список ука­зателей на ее записи. В качестве указателей здесь используются логические или физические адреса. Логический адрес записи — внутренний номер (ключ БД), уникально идентифицирующий за­пись в базе данных или ее фрагменте (области) и присваиваемый записи в процессе ее загрузки в БД. Физическим адресом высту­пает число, идентифицирующее ячейку или область физической памяти ЭВМ. Смежный с индексным файлом — индексно-последовательный файл, у которого каждая запись снабжена своим ключом так, что обеспечивается прямой доступ к записи по клю­чу, а также последовательный доступ в соответствии с упорядоченностью записей по ключам. Применяются также связанные файлы, записи которых объединены в цепной список. Для орга­низации этого списка могут быть применены индексно-последо­вательный и прямой файлы;

•  последовательный файл — файл, к записям которого обеспечива­ется только последовательный доступ в соответствии с упорядоченностью этих записей. В данном случае обращение к записям производится путем их последовательного чтения и идентифика­ции. Существуют инвертированный файл, в котором записи упо­рядочены по не ключевому полю, полностью инвертированный файл, который имеет индексы по всем вторичным ключам, час­тично инвертированный файл, имеющий индексы по отдельным, но не всем вторичным ключам.

Базы знаний АИС. В решении экономических задач особую важность имеют БЗ.

БЗ организуются в составе АИИС [20, 36]. База знаний — это сово­купность знаний, организованная по принципам порождения знаний, явно не присутствующих в исходных данных. Обычно к знаниям отно­сят результаты познания действительности, проверенные практикой. Знания — это приобретенные человечеством в процессе познания фак­ты, истины, принципы, методы и пр. В отличие от обычной БД в БЗ размещаются знания, получаемые на основе данных, содержащихся в обычных документах, книгах, статьях, отчетах и др. Организация зна­ний в БЗ происходит в соответствии с методологией классификации объектов познания. Каждый объект представляется совокупностью эле­ментов знаний. В соответствии с концептуальными связями элементы объединяются и образуют БЗ. Концептуальные связи БЗ имеют следующие разновидности: общность, партитивность, противопоставление и функциональная взаимозависимость. Общность — это связь элемен­тов знаний по содержанию их характеристик. Партитивность — это со­отношение целого и его частей относительно элемента знания. Проти­вопоставление — это отображение связей между элементами, которые имеют противоположные характеристики. Функциональная взаимоза­висимость — это отображение связей между элементами, имеющими процедурную связь.

БЗ широко используются не только для извлечения знаний пользо­вателями, но и для решения задач искусственного интеллекта. В соста­ве экспертных систем применяются статические и динамические БЗ.  Статическая БЗ содержит сведения, отображающие особенности кон­кретной предметной области и остающиеся неизменными в ходе реше­ния задачи. Динамическая БЗ применяется для организации сведений, важных для решения конкретной задачи и изменяющихся в процессе ее решения. Генерация БЗ выполняется на основе механизма АИИС с по­мощью набора сведений, правил, аппарата логического вывода и др. (см. 4.8.).

Лингвистические средства АИС. Значительную часть подсистемы «Информационное обеспечение» составляют лингвистические сред­ства.

Лингвистические средства АИС — это совокупность ИПЯ, методик

индексирования и критерия смыслового соответствия АИС. В составе лингвистических средств содержатся следующие компоненты:

•  ИПЯ;

•  методики индексирования документов;

•  типы, форматы, структуры информационных категорий (данные, показатели, записи, таблицы, файлы, документы с указанием их «шапок» и «боковиков», массивы и др.)

•  критерий смыслового соответствия (критерий выдачи) документов и (или) поисковых образов документов по различным классам до­кументальной информации, содержащейся в БД.

В решении задач АИС связующее звено между пользователем и ЭВМ — ИПЯ. Информационно-поисковый язык АИС — это упорядоченное множество понятий, терминов определенной предметной области, предна­значенное для отображения содержания документов и запросов с целью обеспечения ввода документов и запросов в ЭВМ и осуществления по­следующего поиска данных. Словарная единица ИПЯ

— ключевое сло­во, которое может быть как отдельным словом, так и словосочетанием. При условии устранения неоднозначности отдельных слов ключевые слова обозначаются как дескрипторы ИПЯ.

Посредством ИПЯ в технологии обработки данных осуществляется индексирование документов и запросов. Индексирование — это сово­купность логических операций по отображению содержания докумен­тов и запросов средствами принятого ИПЯ. По уровню применения технических средств индексирование бывает ручное и автоматическое. При ручном индексировании процессы анализа документов и запросов выполняются без применения ЭВМ. При автоматическом индексиро­вании ЭВМ выполняет функции анализа текстов документов и запро­сов, определения их значимости (весомости) и формирования состава Дескрипторов ПОД и ПОЗ. При автоматическом индексировании ЭВМ поручаются функции дериватного, прописного индексирования и авто­матической классификации. Так, например, дериватное индексирова­ние, или индексирование извлечением, представляет собой метод авто­матического индексирования документов, при котором программа ЭВМ анализирует лексический состав текстов и выбирает из них те сло­ва и их сочетания, которые удовлетворяют заданным критериям. Одним из таких критериев может быть критерий поиска. Программы автомати­ческого индексирования довольно сложны и обычно относятся к продуктам

высокоинтеллектуального труда. Автоматическое индексирова­ние имеет относительно высокую стоимость и применяется в АИС, где это экономически и (или) функционально оправдано. В результате ин­дексирования получаются ПОД и ПОЗ. Поисковый образ документа — это совокупность ключевых слов, кодовых обозначений, отображающих содержание документа, адрес хранения и его системный номер (идентификатор). Поисковый образ запроса — это совокупность ключе­вых слов, отображающих содержание запроса и условия поиска доку­ментов.

Следует различать ИПЯ классификационного и дескрипторного ти­пов. Наибольший удельный вес в экономических АИС занимают ИПЯ классификационного типа — классификаторы и кодификаторы. С уче­том классификаторов строится принципиальная схема управления эко­номическим объектом. Классификатор — это систематизированная со­вокупность наименований и кодов языковых элементов определенной предметной области. Классификаторы строятся по иерархическому принципу. Исходное множество элементов делится на группировки следующего уровня деления и образуют древовидную систему группи­ровок. Для выделения группировок применяется соответствующий признак (основание) деления. Каждому элементу классификатора по принципу однозначного соответствия проставляется код. Код может быть цифровым, буквенным, комбинированным. По применяемому способу кодирования классификаторы имеют следующие основные разновидности:

•  десятичные классификации;

•  библиотечно-библиографические классификации;

•  фасетные классификации.

В десятичных классификациях множество объектов делится на десять частей, каждая из которых, в свою очередь, также делится на десять частей и т.д. Представитель десятичной классификации — УДК. УДК в современной информатике — это международная классифика­ция, охватывающая все отрасли знаний, в том числе и экономику, она строится по десятичному принципу и используется в современных  ИС, в том числе и АИС, для индексирования экономических и других доку­ментов и последующего их поиска в справочно-информационных фон­дах, автоматизированных базах данных и др. УДК впервые была введена в качестве обязательного классификатора в 1962 г. для индексирования документов по естественным, точным и техническим наукам.

ББК основана на порядке следования букв в том или ином алфави­те. В России действует ББК, разработанная Всероссийской государ­ственной библиотекой. Вся область знаний разбита на количество раз­делов (подобластей), равное количеству букв русского алфавита, за исключением «неудобных», в частности ь, ъ, й. На втором и последу­ющем уровнях деления каждый уровень также разделяется на такое же количество подразделов и т. д. В системе органов научной информации ББК применяется с 1962 г. для обозначения документов по гуманитар­ным областям знаний. В научно-технических библиотеках для систематизации и кодирования определенной группы документов применяют­ся обе системы классификации.

Фасетная классификация — это разновидность системы классифи­кации, в которой реализована возможность классификации объектов параллельно по нескольким различным признакам. Возможность па­раллельной классификации не означает принципиальную обязатель­ность этого условия для всех фасетных классификаций. Так, например, поставщик комплектующих изделий при определенных условиях может быть идентифицирован как кредитор и (или) дебитор.

В соответствии с принципом фасетной классификации в России разработана и применяется Единая система классификации и кодиро­вания. Она включает в себя следующие классификаторы:

•  общегосударственные — разрабатываются в централизованном порядке, едины и обязательны для применения по всей стране;

•  отраслевые — разрабатываются соответствующими отраслями для решения задач. Отраслевые классификаторы в определенных случа­ях могут быть задействованы и в АИС других отраслей, например, шифры счетов бухгалтерского учета применяются во многих отрас­лях деятельности;

•  локальные — разрабатываются предприятиями на номенклатуры, относящиеся только к данному предприятию, например коды предоставляемых услуг, коды (табельные номера) сотрудников и др.

В начале 1970-х гг. для лингвистического обеспечения АИС в стране начали разрабатываться общегосударственные классификаторы. В на­стоящее время насчитывается свыше сорока классификаторов общего­сударственного уровня. Систему классификаторов можно разделить на следующие разновидности:

•  классификаторы структуры отраслей народного хозяйства, в част­ности, общегосударственный классификатор отраслей народного хозяйства — ОКОНХ, система обозначений органов государствен­ного управления — СООГУ, система обозначений административ­но-территориальных объектов — СОАТО, общегосударственный классификатор предприятий и организаций — ОКПО, общегосу­дарственный классификатор форм собственности — ОКФС;

•  классификаторы продукции, например общегосударственный клас­сификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции —ОКП;

•  классификаторы ресурсов, например общегосударственный клас­сификатор профессий рабочих, должностей служащих и тарифных разрядов — ОКПДТР;

•  классификаторы информационных единиц, например общегосу­дарственный классификатор технико-экономических показателей — ОКТЭП, общегосударственный классификатор управленче­ской документации — ОКУД.

Эффективность автоматизированной обработки информации требу­ет предварительного представления ее в удобной и компактной форме, что достигается в процессе ее кодирования. Код — это элемент системы условных обозначений объекта или элементов информационной сово­купности в виде знака или группы знаков, выраженных цифрами, бук­вами, символами и различными сигналами.

Процесс присвоения объектам кодовых обозначений называется ко­дированием. Основная цель кодирования состоит в однозначном опре­делении объектов, а также в обеспечении необходимой достоверности кодируемой информации. При проектировании кодов к ним предъяв­ляется ряд требований:

•  охват всех объектов, подлежащих кодированию, и их однозначное определение;

•  возможность увеличения количества объектов кодирования без изменения правил их обозначения;

•  удобство восприятия и запоминания кодовых обозначений эконо­мистом, обеспечивающее простоту заполнения, чтения и обработ­ки статистического отчета;

•  максимальная информативность кода при минимальном его фор­мате (значности) с целью эффективной обработки информации;

•  возможность использования кодов для автоматического получе­ния сводных итогов;

•  возможность автоматического контроля кодовых обозначений с целью обнаружения ошибок.

Для осуществления поиска по документальным БД в АИС применя­ются дескрипторные языки. При решении задач экономист постоянно встречается с вопросами, которые ему ранее решать не приходилось. По­этому ему часто приходится обращаться к документам, научным источ­никам, содержащим необходимую для него информацию и данные по передовым методам работы. Кроме того, ему постоянно необходима нор­мативная, правовая информация, содержащаяся в юридических БД. Для организации документальных БД и реализации поиска в них предна­значены дескрипторные языки. Дескрипторный язык АИС — это разно­видность ИПЯ, применяемого в АИС для поиска необходимых докумен­тов по тематике, связанной с решением экономических задач. Методика их разработки существенно не отличается от методики дескрипторных языков в других предметных областях и базируется на идее координатного индексирования. В основе координатного индексирования лежит пред­ставление о том, что содержание любого документа или текста можно отобразить с достаточной степенью полноты и точности набором так называемых ключевых слов или списком. Ключевое слово в среде дескрипторного ИПЯ понимается как наиболее существенное для этой це­ли понятие, термин, словосочетание, имя собственное, хронологичес­кие данные, величина измерения и т.п., которые явно или в скрытом виде содержатся в индексируемом документе. Например, документ, со­держащий информацию о методике и программных средствах выполне­ния расчетов для разработки бизнес-планов на предприятиях пищевой промышленности после его прочтения и анализа содержания может быть индексирован следующим списком ключевых слов: методика, рас­четы, средства, программа ЭВМ, бизнес-план, предприятие, пищевая промышленность. Этот список слов — часть ПОД. Подобным образом индексируется и запрос пользователя, предъявляемый в форме ПОЗ.

Разумеется, поиск нужных документов АИС возможен при условии обеспечения единообразия индексирования документов и запросов. Существенный компонент лингвистических средств — методы индек­сирования. В рамках АИС индексированию подвергаются документы, вводимые в БД, и запросы на поиск данных. Индексированию подвер­гаются входные документы АИС, содержащие документальную и фактографическую информацию. Аналитико-синтетическая переработка документов, содержащих документальную информацию, строится по традиционной схеме путем выделения в документах формальных и содержательных признаков, ключевых слов дескрипторного языка и фиксирования их в формате ПОД.

Индексирование документов, содержащих фактографическую ин­формацию, выполняется посредством применения языков классифика­ционного типа. Каждая классификационная рубрика (реквизит-при­знак) снабжается соответствующим шифром (кодом) классификатора.

Следует отметить, что процедуры индексирования документов в АИС могут быть реализованы как традиционным (ручным), так и автомати­ческим способом. Автоматическое индексирование, например, факто­графической информации может выполняться на этапе ввода в ЭВМ, распознавания лексем рубрик классификаторов или последующего опре­деления кода соответствующего реквизита входного документа.

В организации стратегии и эффективности поиска документальной информации большое значение имеет критерий поиска — условие по­иска данных, указываемого в запросе или программе. В общем смысле критерий поиска обозначает степень соответствия найденных данных Условию поиска. Разновидность критерия поиска

— критерий выдачи.

Критерий выдачи, или критерий смыслового (семантического) соот­ветствия (КСС), относится к процедуре поиска документальной инфор­мации и в значительной мере способствует улучшению качества поиска в Документальных БД АИС. Критерий смыслового соответствия — это правило, определяющее степень смысловой близости ПОД и ПОЗ и формирующее решение о выдаче данного документа в ответ на запрос пользователя. При поиске документов в документальных БД не всегда происходит полное совпадение ключевых слов ПОД и ПОЗ. Иногда выданный по запросу список документов может быть неполным и не­точным. Критерий смыслового соответствия служит для управления выдачей релевантных, т.е. совпадающих по смыслу запроса пользовате­лей АИС документов. Методика его построения и механизм примене­ния в основном идентичен его статусу в информационно-поисковых системах других ПрО. В зависимости от характера БД и уровня логиче­ской проработки стратегии поиска различают критерии смыслового соответствия, основанные на статистических способах вычисления сте­пени соответствия, логические полиномы, весовые критерии.

При поиске данных в фактографических БД совпадение между ПОД и ПОЗ должно быть полным. В данном случае классификационные группировки и элементы индексируются одинаковыми однозначными кодами, что и обеспечивает 100 %-ное совпадение ПОД и ПОЗ.

 

3.2.2. Подсистема «Техническое обеспечение АИС»

Техническую базу функционирования АИС составляет подсистема «Техническое обеспечение». Подсистема «Техническое обеспечение АИС» — это совокупность технических средств, обеспечивающих реа­лизацию технологического процесса ЭАИС по преобразованию и вы­даче информации пользователям. В состав подсистемы может быть включен следующий комплекс технических устройств и оборудования [42, 64]:

•  стандартный комплект ЭВМ;

•  дополнительные периферийные устройства ЭВМ;

•  средства передачи данных и связи;

•  средства копирования, тиражирования и хранения информации, и др.;

Стандартный комплект ЭВМ. Сюда входят собственно ЭВМ и мини­мальный набор средств  ввода-вывода данных, обеспечивающий реше­ние задач пользователя в их ограниченном объеме. Основная единица комплекса технических средств АИС — ЭВМ. Они различаются по на­значению и быстродействию. Скорость исчисляется в коротких (mips), длинных (flops) или теоретических операциях в секунду (mtops). Техни­ческое быстродействие центрального процессора не всегда определяет свойства ЭВМ как базы АИС, особенно в многопроцессорных систе­мах. Обычно применяются оценки обобщенной производительности ЭВМ в определенном классе задач и технологий на основании испыта­ний по согласованным методикам и тестам (табл. 3.1).

Однако в области создания АИС технические характеристики ЭВМ, как правило, не основной критерий их приобретения и применения. Наиболее приемлема в этой сфере универсальная классификация ЭВМ по их совокупной стоимости [39]. Приведем классификацию ЭВМ по стоимости, принятую в Германии (табл. 3.2).

Разумеется, вышеприведенные классификации ЭВМ достаточно условны, так как условны границы между классами, особенно с учетом быстроразвивающейся науки технологии производства ЭВМ.

ЭВМ уровня «супер» — высшее достижение технического прогресса, применяются в особо сложных и масштабных АИС. Круг заказчиков таких АИС очень узок, во всем мире насчитывается около 500 таких комплексов. Производство подобного класса ЭВМ осуществляется не­многими фирмами: International Business Machines (IBM), Unisys, Control Data Corporation (CDC) и Cray Research (фирмы США), Siemens (Германия), а также японскими фирмами. Производительность этих ЭВМ давно перешагнула за миллиард операций в секунду (так называе­мые гигафлопные компьютеры). Разрабатываются и создаются машины, выполняющие триллионы операций в секунду— терафлопные ЭВМ. В 2000 г. фирма IBM построила компьютер ASCI White производитель­ностью 12,3 трлн оп/сек.

Мощные ЭВМ составляют класс так называемых мэйнфреймов. В 1990-е гг. лидерство в этом классе захватила IBM с архитектурой ESA/390 (Enterprise System Architecture/390). Эта архитектура в лице семейства машин IBM ES/9000 ориентирована на масштабные пред­приятия. Она способна обеспечить построение единой

программно-аппаратной среды для интеграции неоднородных вычислительных средств в рамках единого комплекса. На рынке мэйнфреймов с IBM соперничает другая фирма

— Amdahl. Ее машины совместимы с IBM, но иногда они более мощные и менее дорогие. В сфере производства мэйнфреймов действуют также Hitachi (Япония), Comparex Information System, входящая в группу BASF, и Siemens-Nixdorf Informations-systeme (Германия). Моральное старение мэйнфреймов происходит сравнительно медленно, поэтому фирмы предлагают одновременно несколько поколений ЭВМ. В России эксплуатируются несколько моделей мэйнфреймов, например в РАО «Газпром» работает мэйнфрейм Comparex.

К ЭВМ средних классов относится семейство машин IBM Application System/400 (AS/400). В настоящее время это самый популяр­ный в мире бизнес-компьютер — около 700 тыс. комплексов. В России на этих машинах строятся АИС в банках, госструктурах и на некоторых предприятиях, хотя их распространение не столь широко. Средние ма­шины выпускают также фирмы: SUN, DEC, MIPS, HP, Silicon Graphics и др. На базе ЭВМ среднего класса строятся серверные технологии предприятий, а также графические рабочие станции.

Основной потребитель персональных ЭВМ сфера малого бизнеса, поэтому спрос на них постоянно высокий. По рейтингу 2000 г. первое место по производству персональных ЭВМ удерживала фирма Compag — 12,5 % доли мирового рынка. Далее идут такие фирмы, как Dell, HP, IBM,NEC и Gatewey. Количество продаваемых машин исчисляется де­сятками миллионов. В 1997 г. в России продано 1,44 млн штук персо­нальных ЭВМ, а доля российской сборки составила 700—800 тыс. штук.

К минимально необходимому составу ввода-вывода данных обычно относят монитор (дисплей), клавиатуру, манипулятор типа «мышь» и принтер — печатающее устройство. Дисплей — это устройство отоб­ражения информации по выполняемым операциям в ходе решения за­дач на ЭВМ. Дисплеи подразделяются на символьные (алфавитно-циф­ровые) и графические (монохромные и цветные). Клавиатура — это устройство по вводу символьной информации в ЭВМ и команд по уп­равлению решением задач ЭВМ. Мышь — манипулятор, представляю­щий собой коробочку с двумя или тремя кнопками, легко умещающую­ся в ладони. Служит для выполнения операций по взаимодействию пользователя с ЭВМ.

Принтеры служат для вывода информации (текст, графики, рисун­ки) как результата решения задач пользователя и обслуживания ЭАИС. Поскольку для функционирования ЭАИС данный вид устрой­ства имеет принципиальное значение, то рассмотрим его более подроб­но. Принтеры в зависимости от принципа действия разделяются на ма­тричные, струйные и лазерные:

• матричные принтеры обеспечивают не самое лучшее качество печати, но цена отпечатанной ими страницы минимальна. Прин­цип печати матричных принтеров такова: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд иголок — сердечников элек­тромагнитов. Когда на обмотку того или иного магнита поступает импульс тока, иголка ударяет по бумаге через красящую ленту. Эти точки и формируют изображение. В печатающей головке может быть от 9 до 48 иголок. Наилучшее качество печати имеют те прин­теры, у которых иголок больше. Помимо количества иголок в печатающем узле, матричные принтеры отличаются также следую­щими характеристиками: шириной вывода, максимальным разре­шением, скоростью печати, количеством встроенных шрифтов и т.д. Ширина вывода определяется шириной каретки, и у самых дешевых матричных принтеров она обычно не превышает 210 мм. Иными словами, эти принтеры могут печатать на листах или бу­мажной ленте формата А4 (210Н297 мм). Принтеры с широкой кареткой печатают на листах или ленте формата A3 (420Н97 мм), причем возможна печать и на меньших листах, листах нестандарт­ных или побочных форматов. Существуют принтеры и с большими каретками;

• в струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, которые выбрасываются на бумагу через сопла в печатающей головке. Устройство сопел основано на пьезо-эффекте, т.е. на свойстве кварцевой пластинки изгибаться при (подведении к ней электрического тока. Кварцевые пластинки в печатающей головке соединены с микродозаторами, которые подают на них небольшую порцию чернил. При подаче на плас­тинку импульса постоянного тока она изгибается и «выстрелива­ет» на бумагу эту каплю. Всего сопел в печатающей головке может быть от 50 до 200. Как и в матричных принтерах, печатающая головка струйного принтера движется по горизонтали, а по окон­чании каждой полосы бумага протягивается по вертикали. Стои­мость страницы, отпечатанной на струйном принтере выше, чем на матричном. Важнейшая особенность струйной печати — воз­можность создания высококачественного цветного изображения. Скорость печати струйных принтеров достаточно высока, даже самый дешевый принтер печатает в черновом режиме со скоростью четыре—пять страниц в минуту;

• лазерные принтеры обладают наивысшим качеством печати, близ­ким к типографскому. В этих принтерах используется принцип ксерографии, т.е. изображение переносится с селенированного барабана, к которому электрически притягиваются частицы краски (тонера), но, в отличие от ксерокса, печатающий барабан электри­зуется с помощью лазера по командам, поступающим из ЭВМ. В зависимости от производительности и разрешающей способности лазерные принтеры можно условно разделить на несколько групп. Принтеры низшей ценовой категории обладают производительно­стью четыре—шесть страниц в минуту и с максимально достижи­мым разрешением 300 точек на дюйм. Принтеры среднего класса, которые идеально подходят для небольших и средних организа­ций, имеют скорость печати до 8—12 страниц в минуту и могут иметь разрешение вплоть до 600 точек на дюйм. Этого вполне до­статочно для печати документов с практически типографским ка­чеством (разрешение ризографа — 600 dpi). Месячный объем печати не должен превышать 20—30 тыс. страниц. Высокопроизводитель­ные принтеры предназначены для работы в локальных сетях (например, один такой принтер может обслуживать два—три отдела крупного банка). Их производительность составляет 16—40 и более страниц в минуту при типографском качестве (вплоть до 1200 dpi). В месяц такие аппараты могут отпечатывать до 50 тыс. страниц и выше, они обладают дополнительными сервисными возможно­стями (сортировка, автоматическая двусторонняя печать и др.). Профессиональные принтеры имеют особо высокое качество пе­чати при разрешении 1800 dpi и выше. Используются в типографиях при подготовке издания к печати. В эту же группу можно включить цветные лазерные принтеры, которые также могут использоваться в рекламных агентствах и при распечатке фотографий в формате Kodak CD и т.д. Большинство лазерных принтеров работают толь­ко с бумагой формата А4, но не требовательны к качеству бумаги. Дополнительные периферийные устройства ЭВМ. Эти устройства обеспечивают расширение функциональных возможностей АИС и ре­шение расширенного состава экономических задач.

В качестве устройств ввода используются самые разные приспособ­ления. В последние годы значительное распространение получили оптико-читающие устройства

— сканеры:

• ручные сканеры — обычно самые дешевые и обладают невысокой разрешающей способностью (не более 300 dpi). Это связано прежде всего с тем, что большее разрешение недостижимо из-за неравномерного прохождения сканера над объектом, так как он проводит­ся вручную. Ручные сканеры удобны для сканирования текста, например газет, а также несложных рисунков больших форматов;

•  барабанные сканеры — применяются в основном в издательском деле, поскольку они обладают наибольшим разрешением (враща­тельное движение сделать более стабильным проще, чем поступа­тельное);

•  планшетный сканер — напоминает обычный ксерокс, и их иногда выполняют совмещенными;

•  слайд-сканеры — могут вводить в компьютер изображения объем­ных предметов. Их разрешающая способность обычно очень высо­кая.

Музыкальная приставка дает возможность исполнять музыку с по­мощью компьютера. Используется при создании и реализации презен­тационных задач и др. Без этой приставки компьютер может выводить в каждый момент звук только одного тона.

Дигитайзер — устройство для оцифровки изображений. Позволяет преобразовать изображения в цифровую форму для обработки в ЭВМ. С помощью дигитайзера можно по точкам вводить в компьютер графики функций или чертежи с бумажного листа. Это устройство оборудовано прицельным приспособлением (лупа с перекрестием), которое опера­тор наводит на интересующие его точки. Если нажать кнопку на прицеле, координаты точки фиксируются. Таким способом можно ввести в ком­пьютер характерные точки линии какой-либо функции, чтобы потом восстановить по ним сами линии. Используется в системах обработки изображений и построении графиков

финансово-экономического со­стояния объектов.

Графический планшет — устройство для ввода контурных изображе­ний. Используется, как правило, в САПР для ввода чертежей в компью­тер. По устройству планшет незначительно отличается от дигитайзера, но координаты его прицельного приспособления — пера — фиксируются не по нажатию кнопки, а автоматически, сотни и тысячи раз в секунду. Это позволяет отслеживать самые замысловатые линии с той же точно­стью, что и у сканера. Новейшие планшеты реагируют и на силу нажа­тия пера. Можно рисовать линии разной толщины и яркости, как если бы в руках была мягкая кисточка. Причем запоминать можно не россыпь точек, а сразу линии. Упрощаются тяжелейшие задачи — распо­знавание рукописного текста и проверка подлинности почерка.

Видеокамера, подключенная через специальное оборудование, по­зволяет вводить в компьютер видеоизображение. Эта информация за­тем может быть использована для организации создания фильма о фирме и ее деятельности.

Световое перо — устройство, напоминающее обычную ручку, только с проводом. Данное устройство по возможностям сходно с мышью с той разницей, что мышью вы водите по столу, а световым пером — по экрану. Внутри светового пера находится специальный элемент — фотодиод, который регистрирует изменение яркости в том месте экрана, куда ука­зывает перо.

Сенсорный экран представляет собой технологию по взаимодейст­вию с программами, в которой инструментом, реализующим функции светового пера, становится человеческий палец. Секрет заключается в мониторе, который выполнен таким образом, что позволяет определить присутствие пальца на экране или в непосредственной близости от него. Такой способ взаимодействия имеет ряд недостатков.

Разрешаю­щая способность такой технологии невелика из-за размеров пальца, а постоянное прикосновение способствует жировому загрязнению экрана.

Трекпад (сенсорный планшет) — может реагировать не только на специальное перо, но даже на обычный палец. Такой «следящий план­шет» не удобен для точных работ. Зато, жертвуя точностью, его можно сократить до размеров, приемлемых в компьютере.

Для ввода информации в виде речи в компьютер микрофон выполня­ет те же самые функции, что и в магнитофоне. Специальная электриче­ская схема (аналого-цифровой преобразователь) преобразует сигналы, поступающие от микрофона, в сигналы, пригодные как для обработки компьютером, так и для хранения на магнитных дисках.

Существует два вида систем распознавания голоса. Системы первого типа относительно просты, они не преобразуют человеческий голос в текст, а всего лишь его «узнают» (отличают от сказанного другим, не вникая в смысл). Чаще всего они используются в качестве пароля для защиты отдельных данных или доступа к компьютеру. Системы второго типа намного сложнее и интеллектуальнее, так как они должны не про­сто преобразовывать одни сигналы в другие (аналоговые сигналы в цифровые), но и представлять звуковую информацию как в памяти ком­пьютера, так и на экране монитора в текстовом виде. Решение данной проблемы позволит человеку общаться с компьютером наиболее естест­венным для него способом при помощи голоса. Однако такие системы требуют предварительной настройки на тембр голоса того человека (нескольких человек), который будет с ними работать.

В системах распознавания почерка в качестве устройств  ввода могут использоваться как сканер, так и графический планшет. Помимо данных устройств в такие системы обязательно входит специальное програм­мное обеспечение, которое позволяет преобразовать почерк в печатный текст, что удобно при необходимости ввода рукописного текста в ЭВМ.

В последнее время в устройствах ввода применяются новые техноло­гии. В качестве примера можно привести устройства, отслеживающие положение зрачков глаз. Используя такое устройство, можно взглядом перемещать указатель по экрану. Это дает возможность использовать компьютер практически полностью парализованным людям.

Средства передачи данных и связи служат для реализации сетевой тех­нологии и прогрессивных способов обмена информацией в АИС. К это­му классу устройств относится широкий состав аппаратных средств — модемы, концентраторы, маршрутизаторы, устройства оргсвязи, линии связи и др. Модемы — специальные устройства, предназначенные для обмена информацией между компьютерами по телефонной или другой линии. Модем необходим не только для подключения к сети Интернет, но и для внутрикорпоративной связи, для локальных сетей и т.д. Факс­ модем

— устройство, сочетающее в себе возможности модема и фак­симильного аппарата. Некоторые модемы обладают голосовыми функ­циями, т.е. могут заменить автоответчик. Модемы бывают внутренними (Internal) и внешними (External). Предпочтение следует отдать послед­ним, поскольку при зависании перезагрузить внешний модем гораздо проще: его нужно просто обесточить на секунду, а затем снова включить в сеть. Чтобы перезагрузить внутренний модем, потребуется перезапуск всего компьютера. Максимальная скорость передачи данных у модемов может быть от 2400 до 115 200 бит/с. Чем больше эта скорость, тем луч­ше, но большинство отечественных телефонных линий могут передавать информацию со скоростью не более 28 800 бит/с, следовательно, часто высокая скорость модема не может быть реализована на практике.

Концентратор — устройство либо функциональный блок сети ЭВМ, объединяющий нагрузку нескольких входных каналов для последую­щей передачи данных по меньшему числу выходных каналов. Выполня­ет функции узла (мультиплексора) коммутации данных и их передачи по сети. Мультиплексор передачи данных — периферийное устройство, предназначенное для дистанционного подключения к ЭВМ нескольких абонентских пунктов и обеспечивающее работу с ними под управлением компьютера.

Маршрутизатор — ретрансляционная система, соединяющая две коммуникационные сети либо их части. Каждый маршрутизатор реали­зует протоколы физического, канального и сетевого уровней. Специ­альные сетевые процессы соединяют части коммутатора в единое целое. Физический, канальный и сетевой протоколы в разных сетях различны. Поэтому соединение пар коммуникационных сетей осуществляется через маршрутизаторы, которые при необходимости преобразуют указанные протоколы. Сетевые процессы обеспечивают взаимодействие со­чиняемых сетей.

Маршрутизатор работает с несколькими каналами, направляя в ка­кой-нибудь из них очередной блок данных. Для этого он по адресу при­шедшего блока и таблице маршрутизации определяет имя канала, в кото­рый этот блок должен быть передан. Маршрутизаторы обмениваются информацией об изменениях структуры сетей, трафике и их состоянии. Благодаря этому выбирается оптимальный маршрут следования блока данных в разных сетях — от абонентской системы-отправителя к системе-получателю. Маршрутизаторы обеспечивают также соединение админи­стративно независимых коммуникационных сетей. Архитектура маршру­тизатора также используется при создании узла коммутации пакетов.

Повторитель (репитер) — ретранслятор сети ЭВМ, включаемый между двумя сегментами коаксиального кабеля и позволяющий увели­чить длину магистрали сети и количество абонентов. Повторитель уси­ливает передаваемый сигнал в канале связи и обеспечивает тем самым большую протяженность сети между абонентами.

Сетевой адаптер — устройство сопряжения ЭВМ с линиями переда­чи данных, сочетающее функции мультиплексора передачи данных. Он дает возможность подключать компьютер в сеть ЭВМ. При этом поль­зователь может получать доступ к данным, находящимся на других ком­пьютерах.

Обмен данными в сети АИС может осуществляться с помощью раз­личных средств связи. Здесь применяются телефонные линии, так на­зываемая витая пара, радиосвязь, лазерные каналы связи, оптоволокон­ные линии связи. В зависимости от конкретного рассмотрения их применения каждый из указанных видов связи имеет свои достоинства и недостатки. В АИС с расширенной топологией могут применяться все указанные виды связи.

В последнее время широкое распространение получили оптоволо­конные линии связи на основе световодов. Световод — закрытое уст­ройство, предназначенное для передачи сигнала в виде направленного света. Свет передается по оптическому волокну диаметром 50—70 мкм в виде прозрачной кварцевой нити. Скорость передачи данных может достигать 100—10000 Мбит/с на расстояние до нескольких сот киломе­тров без применения повторителей. В длинных оптических каналах приходится использовать оптические усилители. Оптические каналы отличаются высокой надежностью передачи и защищенностью.

Организация функционирования АИС, как правило, влечет необхо­димость не только создания сети ЭВМ, но и эффективной организаци­онной связи. Для этого используется широкий спектр  связи между по­дразделениями и исполнителями, ответственными за эксплуатацию АИС. Это могут быть телефонные средства связи, городские и учреж­денческие АТС и коммутаторы, средства сотовой связи и др.

В АИС с расширенными функциями широко применяются средства копирования, тиражирования и хранения массивов информации. В контуре функционирования АИС выполняется довольно значительный объем копировально-множительных работ. Копированию и тиражированию подвергаются бумажные документы, файлы и БД на машинных носите­лях и др. Для выполнения копировально-множительных работ применяется широкий спектр специальных устройств, в частности ксероксы и ризографы. В последние годы наиболее широкое применение получили ризографы. Существуют тиражи документов, которые слишком велики для ксероксов и слишком малы для типографий. Ризографы применя­ются именно в таких случаях. Ризограф — это скоростной множитель­ный аппарат, сочетающий в себе преимущества традиционной трафа­ретной печати с достижениями современной цифровой электроники. В контуре с ЭВМ ризограф превращается в мини-типографию. С точки зрения пользователя процесс тиражирования на ризографе очень прост. Оригинал документа помещается в сканер и через несколько секунд появляется контрольный оттиск. Далее печатается весь необходимый тираж со скоростью 60—130 копий в минуту. Разрешающая способность при сканировании и печати составляет 400 точек на дюйм.

Копирование файлов и БД производится для создания страхового архива, передачи пользователю, обслуживания абонентов, товарной реализации и др. Для этого применяется широкий спектр носителей информации.

Стример представляет собой кассету с магнитной лентой, аналогич­ную обычным магнитофонным аудиокассетам, однако лента в нем до­статочно высокого качества. Применяется только для архивного хране­ния информации, поскольку имеет значительное время доступа, что делает его непригодным для оперативной работы.

В последние годы широкое распространение получил очень удоб­ный формат записи информации — Compact Disc (компакт-диск, или CD). Большинство CD имеют емкость 650 Мб (некоторые — 700 Мб) и могут быть использованы как высококачественные носители аудиоза­писей (формат Compact Disk Digital Audio), видеозаписей (Video CD) или компьютерной информации (CD-ROM, или Compact Disc Read Only Мемогу, т.е. компакт-диск только для чтения). Все эти форматы могут быть считаны компьютерным проигрывателем компакт-дисков.

Информация записывается оптическим способом при помощи ла­зерного луча. В простейшем случае луч лазера буквально выжигает в алюминиевой фольге небольшие углубления — питы (от англ. pit — выступ). При считывании лазерным лучом меньшей мощности пучок света, попав на пит, отражается и попадает на фотоприемник, на выходе которого появится импульс напряжения (логическая единица). Если же луч попадает на другое место диска, на котором рекордер не оставил отметку, он рассеивается, и на фотоприемник не попадает практически ничего.

Обычный CD — CD-R — применим только в качестве архивного носителя, так как перезаписать на него информацию невозможно. Дальнейшим развитием технологии записи CD-R, сближающим эту технологию по сфере применения с магнитооптикой, стали перезапи­сываемые компакт-диски (CD-RW). Несмотря на более высокую стои­мость устройства записи и самого диска, возможность осуществлять перезапись информации (до 1 тыс. перезаписей диска) может быть зна­чительным преимуществом. Устройства записи (CD-ReWriter) позво­ляют записывать как перезаписываемые диски CD-RW, на которых можно хранить, например, документы временного срока хранения, так и обычные CD-R с одноразовой записью, наиболее подходящие для документов постоянного хранения. Отметим, что в целях повышения скорости доступа к данным приводы CD-ROM имеют скорости враще­ния диска во много раз больше, чем обычные CD-проигрыватели для музыкальных дисков.

 

3.2.3. Подсистема «Программно-математическое обеспечение АИС»

Структура подсистемы «Программно-математическое обеспечение» строится в соответствии с составом и характером решаемых задач сис­темы.

Программно-математическое обеспечение АИС — это совокуп­ность математических моделей, универсальных и специальных про­грамм ЭВМ, реализующих решение задач АИС.

Математические модели имеют большое значение. Они составляют принципиальную основу алгоритмизации экономических задач, разра­ботки на их основе программного обеспечения и функционирования АИС. Математическая модель АИС

— это отображение существенных характеристик экономической задачи, решаемой в рамках АИС про­граммными средствами.

Обычно в составе подсистемы имеется комплекс моделей. Комплекс математических моделей включает, как правило, обобщенную модель АИС, а также частные (маргинальные) модели определения и уточне­ния комплекса задач АИС. В состав программного обеспечения АИС входят следующие основные виды программ:

1)  операционные системы;

2)  прикладные программы;

3)  системы программирования.

Операционные системы. ОС составляет базу функционирования ЭВМ в контуре АИС. Без нее не может работать ни один компьютер. Операционная система — это программный комплекс, обеспечивающий управление выполнением программ задач пользователя, вводом-выво­дом и обменом данных, распределением ресурсов ЭВМ и т.п. В зависи­мости от класса и назначения АИС используются самые разнообразные операционные системы. ОС выполняет большое число функций управ­ления:

•   прикладными процессами;

•   областью взаимодействия;

•   памятью;

•   внешними устройствами;

•  обеспечением безопасности данных;

•  хранением данных;

•  диагностикой неисправностей системы;

•  интерфейсом;

•  учетом используемых ресурсов.

ОС имеет блочную структуру. В нее входят:

•  монитор, который управляет выполнением задач;

•  загрузчик, предоставляющий прикладному процессу необходимые программы;

•  супервизор, управляющий процессом, памятью и работой обору­дования системы;

•  планировщик, осуществляющий планирование порядка выполне­ния задач и распределения ресурсов;

•  утилита, выполняющая сервисные операции, например пересылку данных из одного внешнего устройства в другое.

ОС обеспечивает выполнение следующих технологических функций:

•  вводит данные с внешних устройств;

•  запускает, выполняет и завершает выполнение программ;

•  записывает и читает файлы;

•  выводит информацию на периферийные устройства (экран, прин­тер и др.);

•  ликвидирует возникающие сбои;

•  ведет отсчет времени.

ОС сложна и занимает большой объем памяти. Поэтому использу­ются два подхода. Первый заключается в том, что в оперативной памяти находятся только те части операционной системы, с которыми в дан­ный момент работают процессоры. Программы и их части, находящи­еся в оперативной памяти, называются резидентными программами. Остальные программы располагаются во внешней памяти. Операцион­ная система  в соответствии  с выполняемыми ею задачами все время меняет состав ПО, находящегося в оперативной памяти. Для этого она переписывает в нее все новые необходимые для работы части программ либо целые программы. С ОС взаимодействуют драйверы

— комплексы программ, выполняющие интерфейсные и управляющие функции.

Второй подход состоит в том, что создается встроенная ОС, которая помещается в постоянное запоминающее устройство, предоставляющее часть оперативной памяти.

Взаимодействие пользователей и администраторов с ОС осуществ­ляется при помощи специального языка. Этот язык содержит команды, позволяющие управлять работой ОС. Команды включают в себя требо­вания ввода и выполнения заданий, изменение их приоритетов, форми­рование массивов данных, диагностики системы, изменения ее конфи­гурации и т.д.

В последние годы проводится немало работ по распределенной об­работке данных в средах различных ОС. Эта задача решается тремя спо­собами. Первый из них заключается в использовании объектно-ориен­тированной операционной системы. Вокруг микроядра этой системы создаются модули, предоставляющие различные интерфейсы. Второй способ — создание операционной платформы, связывающей приклад­ные процессы с различными операционными системами. Третий, са­мый сложный и универсальный способ заключается в построении об­щей прикладной среды.

ОС делятся на одно- и многозадачные. Они параллельно выполняют соответственно один либо группу прикладных процессов. В зависимос­ти от числа пользователей различают одно- и многопользовательские системы. Системы, которые могут работать в разных типах компьюте­ров, называют переносными ОС. Созданы сетевые ОС, определяющие основные характеристики локальных сетей.

Наиболее широкое распространение получили следующие ОС: BSN, Macintosh, Месса, MS-DOS, Novell DOS, OS/2, OS/400, PARIX, PC DOS, SCO UNIX, Solaris,UNIX, UNIXWare, MVS, Windows, Workplace и др.

Администраторы ЭАИС стремятся к тому, чтобы операционная си­стема имела прежде всего высокую надежность и жизнеспособность. Для этих качеств эталоном может служить ОС MVS фирмы IBM — базовая для ЭВМ семейства ESA/390. Непреложный принцип этой ОС — локализация ошибки в минимальном элементе задания и отбрасывание этого задания. Второй принцип организации MVS — возможность восстановления состояния после сбоев. Эта ОС может воссоздать ты­сячи нажатий клавиш пользователем на этапе восстановления состоя­ния. Однако для ее использования нужны значительные ресурсы, по­этому в маломощных системах ее свойства реализовать в полной мере не удается.

На основе базовой ОС MVS/ESA созданы варианты с меньшими возможностями, а также ОС для средних машин AIX/390 — полностью 64-разрядная ОС, одна из самых мощных современных версий ОС UNIX. Для их инсталляции нужны меньшие ресурсы, они обеспечивают со­ответственно более низкий уровень качества управления вычислитель­ным комплексом.

Базовой операционной системой средних машин служит ОС UNIX. Именно эта ОС основная для серверов среднего уровня, начинает рассматриваться возможность ее применения для серверов высшего уровня и суперсерверов масштаба предприятия. В последнее время на эту роль активно претендует и ОС Windows NT компании Micro­soft.

Кроме стандартных вариантов ОС UNIX все громче заявляет о себе новая ОС Linux. Она создается изначально на некоммерческой основе, и круг ее пользователей довольно быстро расширяется.

Еще пять лет назад мысль о соперничестве между Windows NT и UNIX не возникала. Однако благодаря усилиям Intel в развитии микро­процессоров ПК-серверы получили признание на рынке корпоратив­ных систем. Все это укрепляет позиции альянса Wintel (Windows+Intel). За последние годы ОС Windows NT продемонстрировала прочное поло­жение на рынке многопроцессорных серверов младшего класса стоимо­стью менее 50 тыс. долл. На рынке высокопроизводительных корпора­тивных серверов, которые могут оцениваться в 50 тыс. долл. и более, все еще доминируют UNIX-системы.

Требования надежности вызывает необходимость реализации прин­ципа так называемой кластеризации — объединения серверов в группы для повышения производительности и обеспечения хорошей отказо­устойчивости. Технология кластеризации еще достаточно нова для Windows NT, в то время как UNIX-серверы давно зарекомендовали себя в этой области с лучшей стороны.

В качестве ОС для персональных ЭВМ практически безраздельно в мире господствует семейство ОС Microsoft Windows.

Прикладные программы. Для решения задач пользователя в АИС применяются прикладные программы, которые иногда называются «функциональные программы», «задачи пользователя», «приложения» и др. Прикладная программа — это программа, реализующая решение задачи пользователя АИС. Эти программы — главные компоненты системы и сети, для решения задач которых они и создаются. Приклад­ные программы можно классифицировать по различным признакам. Для удобства отображения представим политетическую двухуровневую классификацию имеющихся на рынке экономических прикладных программ (табл. 3.3).

В соответствии с задачами автоматизации конкретного предприятия каждый из выделенных классов может быть подвергнут более детальной классификации.

Прикладные программы можно разделить на две большие группы:

•  программы массового использования, именуемые также приложе­ниями,

— разрабатываются в расчете на их широкое применение. Получив эту программу, пользователь должен настроить ее на параметры своего предприятия;

•  программы индивидуального применения — разрабатываются про­граммистами, работающими совместно с соответствующими спе­циалистами для решения специфических задач.

Представим себе типовую ситуацию выбора ПО для автоматизации конкретной организации. Можно выделить четыре основных варианта, которые может принять специалист, отвечающий за автоматизацию на предприятии:

1) покупка и внедрение полностью готового прикладного решения;

2) покупка готового прикладного решения с возможностью адапта­ции его под особенности конкретной организации;

3) создание оригинального прикладного решения на основе специа­лизированного средства разработки программного обеспечения;

4) создание оригинального прикладного решения с помощью уни­версальных средств разработки программного обеспечения.

Наиболее распространенная практика в настоящее время — созда­ние АИС по первому и второму вариантам. Это свидетельствует прежде всего о том, что при данных вариантах заказчик получает проверенный программный продукт серийного характера и сравнительно невысокой стоимости. Чаще всего сюда попадают прикладные программы, облада­ющие аналитическими свойствами (табл. 3.4), так как основа рацио­нального решения в задачах управления экономическим объектом — это прежде всего хорошо выполненный анализ хозяйственного и фи­нансового состояния предприятия.

По таблице можно видеть, что такие функции, как «ликвидность» и «оборачиваемость» имеются у всех представленных программных продук­тов. По параметру ретроспективного и прогнозного анализа как финансо­вой, так и ресурсной базы предприятия в целом наблюдается дифференци­ация программ. Наименьшее число программ обладают возможностями автоматического порождения выводов по результатам анализа. Эта функ­ция обладает более высоким интеллектуальным уровнем и соответственно сравнительной сложностью программной реализации.

Первый, второй и третий варианты выбора прикладных программ могут опираться на применение развитых программных комплексов, например системы «1С:Предприятие» [48]. Так сложилось, что на рос­сийском рынке основные объемы продаж экономических программ по первым трем вариантам относятся к продуктам фирмы «1С». На базе программных продуктов этой фирмы можно создавать АИС как по отдельным функциональным подсистемам, так и всего предприятия (см. разд. 6.2).

Практически все лидеры рынка экономического ПО стараются предлагать программные продукты, удовлетворяющие первому, второ­му и третьему вариантам.

При использовании третьего варианта на выбор обычно влияют три фактора:

•  гибкость (свобода в создании прикладного решения);

•  скорость, простота и удобство создания и модификации решения;

•  качество и технологичность получаемого решения. Разработчики и потребители прикладных программ и комплектных  приложений не всегда свободны в своих решениях. По каждому классу программных средств всегда существуют те или иные ограничения. Они обусловлены сложившейся ситуацией и, не в последнюю очередь, пред­ложениями аппаратных и программных средств на рынке. Такая ситуа­ция уже в течение нескольких лет складывается, например, при созда­нии программных средств с учетом свойств новых процессоров. ППП различного назначения стали самостоятельным сегментом рынка ИС и информационных технологий в направлении обеспечения корпоратив­ных ИС.

При выборе четвертого варианта обычно используют такие пакеты, как Delphi, MS Visual Basic, MS FoxPro, Power Builder и т.д.

Значительную долю в классе прикладных программ занимают СУБД-В связи с увеличением масштабов хранения и обработки данных СУБД становятся в ряд центральных ресурсов ИС. Формирование структур данных уже давно осуществляется в среде той или иной СУБД. В разви­тых и масштабных АИС выбор СУБД — задача примерно той же значи­мости, что и выбор ОС, а переход системы на другую СУБД может быть "столь же трудным. Идеальных СУБД нет и быть не может: все они имеют как сильные, так и слабые стороны. Крупная БД создается не на один год, поэтому выбор СУБД серьезными заказчиками осуществляется, как правило, в результате тестирования различных вариантов с учетом характера задач формирования структур и обработки данных, требова­ний защищенности и т.п.

В структурном плане СУБД состоит из следующих основных частей:

•  ядро СУБД — набор программных модулей, реализующих выпол­нение физических операций в БД;

•  среда СУБД — набор интерфейсных модулей, реализующих связь пользователей с ядром СУБД и через него с БД. К системе интер­фейса пользователя относятся генераторы отчетов, диалоговые интерфейсы, системы конструирования и рационализации интер­активных технологий и др. Среда включает и программные модули администратора БД, обеспечивающие следующие функции:

ü      физическая организация внешней (дисковой) памяти к разме­щению БД;

ü      загрузка файлов в БД и их размещение. Различаются следующие типы СУБД:

•  СУБД, обладающая только набором функциональных программ по интерпретации обращений из программы пользователя на вы­борку информации из БД или корректировку и занесение инфор­мации в БД;

•  СУБД, имеющая более расширенные, по сравнению СУБД первого типа, специализированные языковые средства, управляющие таб­лицы и др. Эти средства увеличивают возможности разработчика АИС. Здесь обеспечивается установление связей между данными, целостность данных, защита данных от несанкционированного до­ступа и др.;

•  СУБД, обладающая средствами процедурного и непроцедурного характера. К процедурным средствам можно отнести язык про­граммирования, который служит для обработки информации и уп­равления данными. К непроцедурным средствам относится язык запросов к БД.

Существует уже достаточно широкий набор объектно-ориентиро­ванных систем. Одна из основных — мощная СУБД Oracle8 компании Oracle. Компания Informix утверждает, что по функциональным воз­можностям ее Dynamic Server ненамного отличается от Oracle. Sybase Реализует объектно-ориентированные возможности в своей схеме баз Данных, хотя ее Adaptive Server Enterprise предлагает лишь некоторые из Функций, имеющихся в Oracle8. Компания IBM обеспечивает те же Функциональные возможности в версии своей DB2, она перенесла эту новую версию СУБД и на самый массовый бизнес-компьютер AS/400. Microsoft SQL Server по уровню объектно-реляционной поддержки явно отстает от других ведущих реляционных БД. Computer Associates предлагает Jasmine

— объектно-ориентированную СУБД, призванную свести на нет противоречия между реляционными данными и объектно-ориентированными приложениями.

Непрерывно совершенствуясь, системы хранения данных становят­ся все более емкими, дешевыми и надежными. Клиенты становятся все более требовательными в отношении как самих данных, так и техноло­гий работы с ними. Им нужны средства для доступа к большим объемам данных, а также возможность быстрого поиска в сверхбольших объемах данных, содержащих, например, все сведения о деятельности компании за добрый десяток лет. Как следствие, возникла технология хранилищ информации (Data Warehouse), которая представляет собой самостоя­тельную область АИТ. В ее основе лежит идея создания централизован­ной и всеобъемлющей корпоративной БД, главное предназначение ко­торой — информационное обеспечение систем поддержки принятия решений руководителями предприятий.

Такая БД должна отвечать следующим требованиям. Во-первых, она должна ориентироваться на ПрО, а не на приложения, которые будут работать с данными.

Во-вторых, хранилище должно содержать инте­грированную информацию, полученную на основе данных из множества источников; необходимо проводить проверки на непротиворечивость, целостность и т.д. В-третьих, БД хранилища должна быть оптимизиро­вана прежде всего для операций поиска и чтения: данные, пройдя обра­ботку и попав однажды в хранилище, остаются на долгие годы, причем изменения в данных не предполагаются. В-четвертых, оборудование, предназначенное для хранения данных, должно иметь высокую надеж­ность.

На основе концепции хранилищ данных строится схема их включе­ния в корпоративную АИС. По одну сторону от хранилищ данных оста­ются источники информации, в качестве которых обычно выступают стандартные системы оперативной обработки транзакций (On-Line Transaction Processing, OLTP). По другую сторону стоят приложения-потребители, прежде всего системы оперативной аналитической обра­ботки данных (On-Line Analytical Processing, OLAP). Потребителями информации становятся в основном OLAP-системы. Для оптимизации работы как хранилищ данных, так и

OLAP-систем создаются так назы­ваемые витрины (или киоски) данных (Data Marts)

— промежуточные БД, содержащие выборку из хранилища, создаваемую специально для конкретных приложений. Полноразмерная работа в структуре хранили­ща называется Data Mining (разработка данных).

Функционирование собственно хранилища данных обеспечивается основе достаточно мощных СУБД компаний Oracle, Informix, Sybase, NCR, IBM и др. Реализация хранилищ данных представляет собой доста­точно сложную технологию, ведь приходится оперировать сотнями гига­байтов и терабайтами данных. Они обычно строятся следующим образом, для сбора и предварительной обработки данных от систем-источников выделяют один или несколько относительно небольших серверов на базе ОС UNIX или NT. В качестве главного сервера СУБД хранилища исполь­зуются мощные ПК, мощные UNIX-компьютеры, мэйнфреймы или да­же супер ЭВМ. Собственно данные хранятся в избыточных массивах ди­сковых накопителей RAID, соединенных с сервером СУБД с помощью высокопроизводительной шины (SCSI, Fibre Channel, Gigabit Ethernet, ATM). Для реализации витрин данных применяют машины на базе ОС UNIX или NT с собственными массивами накопителей.

Как любая технология, хранилища данных имеют специфические проблемы создания, эксплуатации, оценки эффективности, а также со­гласования с различными задачами и требованиями. Тем не менее, целе­сообразность их применения уже не подвергается сомнению, все вла­дельцы больших и сверхбольших объемов информации создают такие технологии в своих АИС. Так, по оценкам специалистов, к 1999 г. объем хранимых в глобальных сетях данных достиг 1 тыс. петабайт (1 млн Тбайт).

Размер многих крупных хранилищ данных уже измеряется десятками те­рабайт и продолжает непрерывно увеличиваться. За ближайшие три года средний размер хранилищ данных по прогнозам увеличится в 36 раз [39].

Системы программирования. Эффективность работы программистов и процедур программирования в значительной мере зависит от применяе­мых в АИС систем программирования. Система программирования — это совокупность средств автоматизации программирования, включающая язык программирования, компилятор, представленный на соответствую­щем языке, и документацию, необходимую для подготовки программ к выполнению. В процессе компиляции происходит трансляция

— пре­образование программы, составленной на исходном алгоритмическом языке в объектный модуль программы на машинном языке (коде). При этом компилятор обнаруживает и идентифицирует ошибки в исходном тексте программы, что ускоряет разработку и отладку программы и ми­нимизирует тем самым трудозатраты программиста.

 

3.2.4. Подсистема «Организационно-правовое обеспечение»

Интегрирующим звеном является подсистема .

Организационно-правовое обеспечение АИС

— это совокупность исполнителей, проектно-технической и нормативной Документации, обеспечивающая организацию решения задач АИС.

Данная подсистема обычно включает в себя следующие компоненты:

•  штатный персонал АИС;

•   проектно-техническая документация АИС;

•  нормативная документация.

Штатный персонал АИС. В зависимости от класса и назначения АИ» в состав основного штатного персонала могут входить следующие категории: администратор системы, администратор сети, инженер по обслуживанию технических средств, информатик-аналитик, системны программист, прикладной программист, администратор БД, диспетчер  решения задач, оператор ввода-вывода данных и др. Выше указанны лица штатного персонала относятся к категории «технологически  пользователь АИС». В категорию «пользователь» потенциально входя также и другие лица фирмы, так называемые конечные пользователи -руководитель фирмы, ответственный за вопросы функционирование АИС, руководители служб и другие специалисты, применяющие выходную информацию АИС в своей работе.

Проектно-техническая документация АИС. Эта документация отображает построение и порядок функционирования АИС. Проектно-техническая документация АИС — это комплекс документов, отображающий порядок построения и функционирования АИС, оформленный и утвержденный в соответствии с установленными требованиями. В соответ­ствии с этапами создания АИС она состоит из следующих документов:

•  отчет об обследовании объекта автоматизации (предприятия);

•  техническое задание на разработку системы;

•  технический проект системы;

•  рабочий проект системы;

•  документы по приемке и сдаче АИС в эксплуатацию.

В документации, в частности, определяется порядок взаимодействия конечных пользователей с АИС и между собой в части выполнения работ, обусловленных функционированием АИС. Это взаимодействие изложено в различных методических и руководящих материалах по стадиям разработки проекта, внедрения и эксплуатации АИС. Состав и содержание проектной документации АИС рассматривается ниже (разд. 13.3).

Нормативная документация. К нормативной документации относятся следующие категории документов:

•  законодательные документы, регламентирующие определенные стороны создания и функционирования АИС;

•  стандарты предприятия и вышестоящих органов, относящиеся к АИС;

•  должностные инструкции персонала АИС, определяющие статус исполнителей, занятых в контуре функционирования системы,

а также рабочие инструкции, устанавливающие регламент выпол­нения технологических процедур по решению задач АИС;

• положение о выводе АИС или ее компонентов из нештатных ситу­аций (прекращение подачи электроэнергии на ЭВМ, выход из строя ЭВМ, отказ программной системы и др.).

Нормативные документы содержат набор правовых норм, регламен­тирующих юридический статус АИС в схеме общественных производ­ственных отношений, а также в конкретных отраслях народного хозяй­ства. Эти документы устанавливают регламент работ, выполняемых при создании, внедрении и эксплуатации АИС. Правовые акты устанавли­вают порядок организации договорных отношений разработчика и за­казчика в процессе создания АИС. Устанавливается правовое положе­ние о компетенции АИС и ее подсистем. Определяются обязанности, права и мера ответственности исполнителей. Достаточно подробно ука­зывается порядок создания и применения информации в рамках АИС, процедур ее регистрации, сбора, обработки, хранения, поиска, переда­чи. Излагается порядок приобретения и использования комплекса тех­нических устройств и оборудования, порядок создания и применения программных и математических средств и др.

Решение задач АИС должно осуществляться на законодательной ос­нове. Правовые основы создания и функционирования АИС определены в форме законов, постановлений, нормативных и руководящих доку­ментах соответствующих органов законодательной и исполнительной власти. В общем случае любая АИС идентифицируется как разновидность продукции интеллектуального уровня, состоящей из набора тех­нических средств, программных продуктов, информационных средств и других компонентов.

В России принят ряд законов, в той или иной мере регламентирующих функционирование АИС и ее компонентов: «Гражданский кодекс Рос­сийской Федерации», законы «О защите прав потребителей», «О стан­дартизации», «Об обеспечении единства измерений», «О сертификации продукции и услуг», «Об информации, информатизации и защите ин­формации», «Об участии в международном информационном обмене» [1-7]. Эти документы составляют юридическую базу, которая определя­ет права, обязанности и ответственность производителей, потребителей и организаций, в той или иной мере имеющих отношение к качеству АИС и ее компонентам в определенных условиях выступающих в роли товарной продукции.

Гражданский Кодекс Российской Федерации определяет следующие вопросы: гарантия качества товара; исчисление гарантийного срока; срок годности товара; проверка качества товара; последствия передачи товара ненадлежащего качества; недостатки товара, за которые отвечает продавец, в данном случае проектировщик АИС или разработчик про­граммных продуктов; сроки обнаружения недостатков в продукции (ст. 469—480). В ст. 503, 504 и 518 Гражданского Кодекса РФ предусмот­рены: права покупателя в случае продажи ему товара ненадлежащего качества; порядок возврата этого товара; последствия поставки товаров ненадлежащего качества и другие вопросы регулирования качества про­дукции.

Федеральный закон РФ «О защите прав потребителей» от 09.01.1996 № 2-ФЗ требует от изготовителя продукции, чтобы она была безопасной и соответствовала требованиям стандартов и других нормативно-техни­ческих документов, устанавливающих обязательный уровень качества продукции (гл. 1, ст. 4 «Качество товара»). Глава 2 «Защита прав потре­бителей при продаже товаров потребителям» посвящена вопросам каче­ства товаров. Здесь указаны последствия продажи товара ненадлежащего качества, сроки предъявления потребителем претензий к качеству товара, порядок замены товара ненадлежащего качества и др.

Эффективность функционирования АИС в значительной мере зави­сит от соблюдения соответствующих стандартов. Основополагающая категория в этом направлении — стандартизация. Закон РФ «О стан­дартизации» от 10.06.1993 № 5154-1 устанавливает основные положе­ния, принципы, порядок организации работ по стандартизации, виды стандартов, требования к их содержанию и порядок их применения. За­кон регламентирует также государственный контроль, надзор за соблю­дением стандартов и ответственность за нарушения закона и государ­ственных стандартов. Положения и требования закона обязательны для изготовителей продукции, продавцов, поставщиков услуг (исполните­лей работ) независимо от их ведомственной принадлежности, форм собственности и номенклатуры продукции и услуг.

Закон установил в качестве нормативных документов по стандарти­зации, действующих на территории России, следующие документы:

•  государственные стандарты Российской Федерации (ГОСТ РФ);

•  общероссийские классификаторы технико-экономической ин­формации (ОКТЭИ);

•  отраслевые стандарты (ОСТ);

•  стандарты предприятий (СТП);

•  стандарты научно-технических обществ, инженерных обществ и других общественных объединений (СТО).

Законом установлено также применение в установленном порядке международных стандартов. Предусмотрены два варианта применения международных (и региональных международных) стандартов:

•   принятие к применению в форме соответствующего отечественного нормативного документа по стандартизации (т. е. в форме ГОСТ РФ,

Р) ОСТ, СТП или СТО) аутентичного текста международного стан­дарта без каких-либо дополнений и изменений;

• принятие в форме отечественного нормативного документа по стан­дартизации аутентичного текста международного стандарта с до­полнительными требованиями, отражающими специфику России.

Реализация ГОСТ на системы качества в Российской Федерации обязательна для производителей информационной продукции. Системы качества предприятий сертифицируются органами Госстандарта Рос­сии. Закон предусматривает, что в соответствии с международными со­глашениями, заключенными и ратифицированными Российской Феде­рацией с другими государствами Содружества Независимых Государств, могут применяться межгосударственные стандарты, обязательные для государств — участников СНГ. Закон РФ «О стандартизации» установил правовой статус Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России) как государственного органа по управлению стандартизацией в стране в рамках созданной Госу­дарственной системы стандартизации Российской Федерации (ГСС РФ). ГСС РФ имеет комплекс стандартов, относящихся и к качеству АИС.

Общие вопросы метрологического обеспечения качества продукции и работ регламентируются Законом РФ от 27.04.1993 № 4871-1 «Об обеспечении единства измерений». Закон, в частности, устанавливает правовые основы обеспечения единообразия измерений в Российской Федерации.

Закон РФ от 10.06.1993 № 5151-1 «О сертификации продукции и ус­луг» устанавливает основы обязательной и добровольной сертификации продукции и услуг, а также права, обязанности и ответственность участ­ников сертификации. В АИС должны применяться комплекс техничес­ких средств и оборудование, прошедшие сертификацию в соответству­ющем порядке.

Федеральный закон от 20.02.1995 № 24-ФЗ «Об информации, ин­форматизации и защите информации» включает широкий круг вопро­сов, в частности:

•  формирование и использование информационных ресурсов на ос­нове создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и предоставления потребителю документирован­ной информации;

•  создание и использование информационных технологий и средств их обеспечения;

•  защита информации, прав субъектов, участвующих в информаци­онных процессах и информатизации.

В статье 3 говорится, что государственная политика в сфере формирования информационных ресурсов и информатизации направлена на создание условий для эффективного и качественного информацион­ного решения стратегических и оперативных задач социального и эко­номического развития Российской Федерации. Основные направления государственной политики в сфере информатизации, в частности, следующие:

•  обеспечение условий для развития и защиты всех форм собствен­ности на информационные ресурсы;

•  формирование и защита государственных информационных ре­сурсов;

•  создание и развитие федеральных и региональных информацион­ных систем и сетей, обеспечение их совместимости и взаимодей­ствия в едином информационном пространстве Российской Феде­рации.

В Законе указано, что юридическая сила документа, хранимого, обрабатываемого и передаваемого с помощью автоматизированных информационных и телекоммуникационных систем, может подтвер­ждаться электронной цифровой подписью. В целях обеспечения полно­ты и достоверности информации гражданам и организациям предостав­ляется право на доступ к документированной информации о них, уточнение этой информации и получение сведений о том, кто и с какой целью использовал эту информацию. ИС, технологии и средства их обеспечения выступают в качестве товара (продукции) при соблюдении исключительных прав их разработчиков.

ИС, БД, предназначенные для информационного обслуживания граждан и организаций, подлежат сертификации в порядке, установ­ленном Законом РФ «О сертификации продукции и услуг».

Цель Федерального закона от 04.07.1996 № 85-ФЗ «Об участии в между­народном информационном обмене» — создание условий для эффек­тивного участия России в международном информационном обмене в рамках единого мирового информационного пространства. Закон уста­навливает определения некоторых применяемых в нем терминов, в част­ности: «документированная информация (документ) — зафиксированная на материальном носителе информация с реквизитами, позволяющими ее идентифицировать», «международный информационный обмен — передача и получение информационных продуктов, а также оказание информационных услуг через государственную границу Российской Феде­рации», «средства международного информационного обмена — инфор­мационные системы, сети и сети связи, используемые при международ­ном информационном обмене», «информационная безопасность

— состояние защищенности информационной среды общества, обеспечи­вающее ее формирование, использование и развитие в интересах граж­дан, организаций, государства» и др.

Указанным Федеральным законом определено, что органы государ­ственной власти России создают условия для защиты отечественных собственников и владельцев документированной информации, инфор­мационных ресурсов, информационных продуктов, средств междуна­родного информационного обмена, пользователей от некачественной и недостоверной информации из-за рубежа, недобросовестной конкуренции со стороны физических и юридических лиц иностранных госу­дарств в информационной сфере. Кроме того, органы государственной власти обязаны способствовать развитию товарных отношений при международном информационном обмене.

Статья 14 рассматриваемого Федерального закона регламентирует порядок обеспечения защиты граждан и юридических лиц в Россий­ской Федерации от информации плохого качества, в частности, распро­странение недостоверной, ложной документированной информации из-за рубежа, полученной в результате международного обмена, на тер­ритории Российской Федерации не допускается. Ответственность за распространение такой информации возлагается на субъект междуна­родного информационного обмена, получивший такую информацию и (или) распространяющий ее на территории Российской Федерации.

В развитие законов РФ, касающихся управления качеством продукции, в частности информационной продукции и услуг, существуют подза­конные акты, т.е. различные постановления Правительства РФ, прави­ла, положения и другие нормативные документы. Они регламентируют вопросы стандартизации, сертификации и обеспечения единства изме­рений.

Эффективная правовая категория АИС — стандартизация [9]. Управление организационно-методической работой в области стандар­тизации информационной деятельности проводит Госстандарт России. Так, например, разработаны стандарты по определенным вопросам Унифицированной системы документации, делопроизводства и архив­ного дела, единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации, автоматизированной обработки данных. Особую группу стандартов составляет система информации в области библиотечной и издательской деятельности.

В 1986—1987 гг. Международная организация по стандартизации (ISO) приняла семь Международных стандартов (МС ISO) на системы качества. Международные стандарты серии ISO 9000 предназначены Для создания общей основы стандартизации на системы качества [10.45]. К ним относятся все международные стандарты, разработанные Техническим комитетом 176 «Административное управление каче­ством и обеспечение качества» Международной организации по стан­дартизации.

В результате очередного пересмотра стандартов серии ISO 9000. 25 декабря 2000 г. была введена в действие новая редакция. В результате реструктуризации вместо 20 ранее применявшихся стандартов, серия ISO 9000:2000 состоит теперь из четырех новых стандартов:

1)  ISO 9000:2000 Системы менеджмента качества. Основы и Сло­варь;

2)  ISO 9001:2000 Системы менеджмента качества. Требования;

3)  ISO 9004:2000 Системы менеджмента качества. Руководящие ука­зания;

4)  ISO 10011:1991 Аудит систем менеджмента качества.

Стандарты ISO имеют рекомендательный характер, но неисполне­ние их указаний относительно системы качества уменьшает рыночную конкурентоспособность продукции, в частности программных продук­тов, БД, мультимедиа изданий и др. В последние годы на мировом рын­ке товаров все большее значение приобретает не ценовая конкуренция, а конкуренция товара по его потребительским свойствам, его качеству. Особенно это относится к информационной продукции инновацион­ного характера. В области информационного производства наметилась тенденция устойчивого улучшения качества, так как другой альтернати­вы у рациональных производителей нет.

АИС — человеко-машинная система. Это предъявляет особые тре­бования к эргономике АИС. В рамках данной подсистемы учитываются также и эргономические условия создания и функционирования АИС. Эргономика АИС — это совокупность методов и средств, обеспечиваю­щая рациональную среду взаимодействия персонала системы с техни­ческими устройствами без ущерба здоровью. Эргономика призвана обеспечить высокоэффективную работу исполнителей по освоению и эксплуатации АИС. В состав эргономического обеспечения входит документация, содержащая требования к эргономике рабочих мест, тех­ническим устройствам, условиям работы персонала, проведению эко­логической экспертизы технических средств и оборудования вычислительных залов и центров.

 

3.3. Функциональная структура АИС

На основе обеспечивающей части строится функциональная струк­тура АИС. Функциональная структура в свою очередь становится бази­сом, на основе которого выполняется основная задача АИС — выдача информации для решения задач пользователей. Функциональная структура может быть отображена в виде принципиальной схемы функ­ционирования АИС (рис. 3.2).

В порядке функционирования аппарат управления (блок 1) в соот­ветствии с задачами и функциями экономического объекта (блок 2) вырабатывает управленческие решения. Аппарат управления включает в себя операторов управления. Оператор управления — это должностное лицо аппарата управления, принимающее решение и обеспечивающее выполнение комплекса организационно-технических мероприятий по его реализации. В контуре функций АИС оператор управления — это ЛПР, отвечающее за реализацию принятого решения. В зависимости от конкретных условий «лицо» может быть юридическим или физическим. ЛПР — это субъект управления. Управление осуществляется путем ре­ализации решений, вырабатываемых субъектом.

Решение — это целевая установка оператора управления, направленная на осуществление орга­низационно-технических мероприятий по управлению объектом.

Передача решения по прямой связи проводится по каналам переда­чи данных посредством блока 3 на объект управления (блок 4) — пред­приятие, организацию, фирму и т.п. Через блок 4 реализуется также и обратная связь, т.е. передача данных от блока 4 в блок 3. Из блока 4 че­рез блок 3 данные передаются на первый этап технологии обработки данных, где производится сбор и регистрация поступающих от пред­приятий данных (блок 5). На следующем этапе проводится подготовка массивов информации к обработке на ЭВМ (блок 6). После этого начи­нается обработка данных в соответствии с алгоритмами решения функ­циональных задач аппарата управления (блок 7). Реализация решения функциональных задач проводится на основе соответствующих при­кладных программ пользователей. После окончания обработки пакета данных (документов) определенной функциональной задачи проводит­ся оформление результатов обработки, т.е. присоединение к выходным документам необходимых структурных элементов, в частности присо­единение шапок и боковиков документов и др. (блок 8). После вывода, распечатки и проведения контроля выходных документов последние передаются через блок 3 соответствующим специалистам (блок 2), ре­шающим определенную экономическую задачу.

Выходные (результатные) документы, как и входные, хранятся в БД. При необходимости функционеры аппарата управления в ходе решения своих задач обращаются в БД за необходимой информацией. В подоб­ном случае обмен данными может происходить непосредственно между пользователем (блок 2) и автоматизированным банком данных в инте­рактивном режиме (блок 9).

Реализацию функциональных задач АИС по всем участкам и процеду­рам обеспечивают в своей части соответствующие подсистемы: инфор­мационное обеспечение (блок 10), техническое обеспечение (блок 11), программно-математическое обеспечение (блок 12) и организационно-правовое обеспечение (блок 13). В контуре функционирования АИС  сле­дует учитывать внутренние и внешние потоки информации. Внутренние потоки находятся внутри контура АИС, т.е. между аппаратом управления (блоки 1 и 2) и объектом управления (блок 4). Кроме того, к внутренним потокам относятся также и потоки информации на уровне взаимодейст­вия пользователей (блок 2)

с БД (блок 9), а также потоки на уровне участ­ков и этапов технологии обработки данных (блоки 5—8). К внешним потокам относится информация, формируемая в порядке информацион­ного обмена между экономическим объектом и вышестоящим органом управления, а также между экономическим объектом и другими пред­приятиями и организациями различных отраслей и ведомств в порядке взаимодействия и сотрудничества.

Вопросы и задания для самопроверки

1.  Сформулируйте определения понятий «структура АИС», «целост­ность АИС», «информационное обеспечение», «техническое обес­печение АИС»,

«программно-математическое обеспечение АИС», «организационно-правовое обеспечение АИС».

2.  Какие элементы составляют структуру подсистемы «Информаци­онное обеспечение» АИС?

3.  Назовите основные модели БД.

4.  Что составляет структуру подсистемы «Техническое обеспечение

АИС»?                                                                                                                     

5.  Какие элементы составляют структуру подсистемы «Программно-математическое обеспечение» АИС?

6.  Назовите наиболее известные операционные системы, применяе­мые в АИС.

7. Какие виды программ входят в состав прикладных программ АИС?

8. Какие компоненты входят в структуру подсистемы «Организационно-правовое обеспечение АИС»?

9. Нарисуйте принципиальную схему функционирования АИС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯАВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

 

4.1. Основные понятия технологии обработки

экономической информации

Функционирование АИС основано на ТПОД. Эффективность АИС во многом определяется качеством построения и функционирования ТПОД. С целью дальнейшего рассмотрения конкретизируем определе­ния основных категорий ТПОД. Технологический процесс обработки дан­ных — это совокупность методов и средств, организованных в логичес­кую последовательность этапов обработки и выдачи информации пользователю для решения экономических задач. Этап ТПОД — это совокупность взаимосвязанных процедур, реализующих определенную функцию технологического процесса. Процедура ТПОД — это совокуп­ность технологических операций, обеспечивающая реализацию логичес­кой части этапа технологического процесса обработки данных. Операция ТПОД — это элементарное действие, обеспечивающее промежуточный логический результат процедуры технологического процесса обработки данных. Технологический процесс состоит из этапов. Процедурой может быть распечатка отдельного документа на принтере среди множес­тва других результатных документов, просмотр промежуточных доку­ментов, уточнение содержания буфера обмена и др. Процедура реализуется посредством набора операций обработки. Примером опе­рации может быть нажатие клавиши «ввод» на клавиатуре, которое идентифицируется как команда на начало поиска или вывода найден­ного файла на экран.

Процедуры преобразования данных имеют арифметическую и логи­ческую основы. Арифметическую основу составляют операции сложе­ния, вычитания, умножения и деления. Логические условия работы ЭВМ и алгоритма обработки определяются в соответствии с аксиоматическим аппаратом алгебры логики. Этот аппарат сформулировал анг­лийский математик Дж. Буль (отсюда название — булева алгебра). От­метим основное категории булевой алгебры:

•  конъюнкция (логическое умножение) — связывание двух или не­скольких высказываний в одно посредством союза «И» (может принимать обозначения:

•  дизъюнкция, (логическое сложение) — объединение двух или не­скольких высказываний посредством союза «ИЛИ» (возможные обозначения:      

•  инверсия (логическое отрицание) — присоединение частицы «НЕ» к высказыванию. Может обозначаться — А, или (—А). Если выска­зывание А истинно, то В ложно, и наоборот;

•  эквивалентность — логическая операция, результат которой исти­нен, если оба высказывания имеют одинаковые значения (оба ис­тинны или оба ложны). Обозначается как A/В;

•   импликация — логическая операция, заключающаяся в логическом следовании «если А, то В». Может принимать обозначения А→ В,      

Очень часто в информационном поиске применяются булевские операции, в частности при сопоставлении ПОД и ПОЗ. Так, например, при необходимости исключения из поиска и выдачи данных по опреде­ленному объекту в ПОЗ этому объекту проставляется знак инверсии. Применение логических операторов значительно улучшает качество поиска необходимых сведений.

Следует отметить, что каждый этап ТПОД реализует определенную функцию АИС, в частности регистрацию, сбор, передачу, ввод в ЭВМ, обработку, поиск, хранение, актуализацию, корректировку, вывод, отоб­ражение, копирование, тиражирование и др. Эти этапы взаимоувязаны между собой в логическую последовательность. Коротко поясним каж­дую из указанных функций. Регистрация данных — фиксирование сведе­ний на материальный носитель. Сбор данных — процесс получения све­дений от источников информации. Передача данных — процесс перенесения сведений от источника к получателю. Ввод данных в ЭВМ — процесс перевода сведений в память ЭВМ. Обработка дан­ных — совокупность логических и арифметических операций по преобразованию данных в информацию, обеспечивающую решение задачи пользователя. Поиск данных — совокупность логических операций по отбору необходимых сведений из БД по запросу пользователя. Хранение Данных — размещение сведений на материальном носителе и поддержа­ние их в работоспособном состоянии. Актуализация данных

— процесс обновления сведений путем добавления в единицу информации вновь полученных данных. Корректировка данных — процесс исправления

ошибочных сведений в определенной единице информации. Вывод дан­ных из ЭВМ

— процесс перемещения данных из памяти ЭВМ на устрой­ства представления данных, находящиеся вне ЭВМ. Отображение дан­ных — процесс представления сведений в удобной для восприятия человеком форме. Копирование данных — операция по идентичному воспроизведению данных. Тиражирование данных — процесс воспроизведения данных в определенном количестве идентичных экземпляров.

ТПОД в значительной мере определяется характером АИС и соот­ветствующим объектом управления. Современные технологии обработ­ки данных представляют довольно широкий типологический ряд. По уровню открытости архитектуры технологии можно дифференциро­вать на замкнутые и сетевые. Сетевые технологии можно разделить на локальные и открытые. По характеру обрабатываемой информации тех­нологии можно разделить на текстовые, табличные и графические. По логическому уровню обработки информации они подразделяются на технологии обработки данных, технологии поиска данных, техноло­гии преобразования данных, технологии интеллектуальных систем. Возьмем несколько оснований деления и выделим классы технологиче­ских процессов (табл. 4.1).

Путем сочетания выделенных классов можно строить различные схемы технологических процессов обработки данных от простых до сложных. Так, например, можно в глобальной сети выдавать ежедневно в интерактивном режиме комбинированную информацию об объекте по любому набору показателей деятельности предприятия.

Рассмотрим обобщенную схему технологического процесса обра­ботки данных (рис. 4.1). Она включает два контура — А и В.

Контур А отображает этапы (блоки) технологического процесса об­работки, выполняемые на уровне объектов управления (филиалы фир­мы, структурные подразделения предприятий и организаций, обязан­ные представлять данные о своей работе). В контуре В представлены этапы ТПОД на уровне управляющего объекта

— центрального аппарата ведомства, фирмы (центральный вычислитель,

информационно-вычис­лительный центр и др.).

На этапе 1 проводится сбор сведений. Затем на этапе 2 выполняется регистрация сведений. На этапе 3 происходит подготовка и оформление первичного документа, например баланса предприятия или его филиала. Затем на этапе 4 подготовленный документ контролируется на правиль­ность в соответствии с инструкцией в режиме «есть ошибки?». Если ошибка имеется, то она идентифицируется (на каком этапе допущена), классифицируется (определяется характер ошибки) и направляется для исправления на тот этап, где допущена ошибка. Если же ошибок нет, то на этапе 5 происходит передача документов вышестоящей организации, т.е. управляющему объекту в контур В. На этапе

6 проводится аналитико-синтетическая переработка документа. Это целый комплекс логиче­ских операций, связанных с кодированием, индексированием, форма­лизованным описанием документов с целью их подготовки для ввода в ЭВМ и дальнейшей обработки. На данном этапе в зависимости от характера

документации применяются различные информационно-поис­ковые языки

— дескрипторные ИПЯ, классификаторы, кодификаторы, словари и справочники (этап 7). На этапе 8 происходит контроль правильности содержательной и формальной частей документов. Если ошибки обнаружены, то документ для исправления возвращается на этап 6. При обнаружении ошибки, допущенной в контуре А, документ возвра­щается на предприятие или по определенным процедурам исправляет­ся на этапе 8 после консультации и подтверждения корректировки со стороны предприятия — автора документа, допустившего ошибку.

После исправления ошибок на этапе 9 осуществляется ввод докумен­тов в ЭВМ. В расширенном понимании ввод данных в ЭВМ может быть выполнен посредством набора текста документа (данных) на клавиатуре — этап 10, через оптико-читающее устройство, например сканер (этап 11), через каналы связи — этап 12, если АИС имеет сетевую реализацию, или ЭВМ коммутирована с абонируемым каналом связи, а также через речевой ввод — этап 13. В АИС с расширенными технологическими свой­ствами ввод данных может происходить через набор устройств ввода. Выбор устройства определяется характером документов и соответству­ющей экономической задачи. Так, например, необходимость оператив­ности ввода данных вызывает необходимость применения сканера на автоматизированном рабочем месте продавца магазина.

На этапе 14 проводится программный контроль входных докумен­тов. Соответствующие программы настроены на форматы входных до­кументов и выполняют в зависимости от содержания и структуры доку­мента лексический, синтаксический, логический или арифметический виды контроля достоверности и полноты данных в документе. Более подробно порядок контроля рассматривается ниже в разд. 4.2.

При условии отсутствия ошибок во входных документах они зано­сятся в БД. Затем на этапе 15 происходит формирование исходных массивов документов для решения определенной задачи и обработка данных. Обработка проводится в соответствии с прикладными про­граммами пользователя по решению функциональных задач.

В зависимости от характера задачи, объемов обрабатываемой ин­формации и технологического времени ЭВМ во время обработки на этапе 16 могут быть применены процедуры промежуточного контроля корректности обработки, например вывод промежуточных документов, визуальный контроль достоверности данных (на дисплее) со стороны оператора решения задачи. Если замечены ошибки, обработка прекра­щается, принимаются меры по выявлению ошибок в работе програм­мных или технических средств, что предотвращает непродуктивное ис­пользование временных, трудовых и вычислительных ресурсов АИС. Если ошибок нет, то производится окончание обработки и выда­ча документов на этапе 17. В зависимости от класса АИС вывод резуль­татов обработки может быть проведен на различные устройства — ди­сплей, принтер, специальные планшеты и др.

На этапе 18 проводится заключительный контроль результатов обра­ботки данных по решению задачи. Если ошибки обнаружены, они исправляются. Например, при плохом качестве распечатки документа на принтере, проводится перепечатка документа. Если же ошибки более серьезного характера, например результаты расчетов неправильны, то проводится перепроверка исходных данных и новый сеанс обработки данных. При условии отсутствия ошибок в выходных документах послед­ние на этапе 19 передаются пользователю, т.е. специалисту, ответственно­му за решение задачи. На этапе 20 проводится анализ документов пользо­вателем. Если в результате анализа на этапе 21 обнаружены ошибки, то на этапе 22 проводится идентификация, классификация и исправление ошибок. Если же ошибок нет, то на этапе 23 проводится анализ ситуации и подготовка решения по управлению экономическим объектом.

В рамках задач АСОД обрабатываются данные сравнительно обшир­ного объема, но по тривиальным алгоритмам. В зависимости от уровня АСОД и характера решаемой задачи технологическое время обработки может составлять от минуты до нескольких десятков часов. Основная трудоемкость и технологическое время приходится здесь на этапы вво­да документов (этап 9) и корректировку ошибочных данных (этап 14). Решение задач АСУ, наряду с обработкой данных в режиме АСОД, свя­зано также с обработкой и подготовкой оптимальных вариантов реше­ния задач управления экономическим объектом. Задачи оптимизации базируются на исходных данных сравнительно небольшого объема. Од­нако технологическое время реализации программ ЭВМ по расчету оп­тимальных вариантов решения задач требует значительных вычисли­тельных ресурсов. Иногда машинное время решения оптимизационной задачи составляет несколько часов.

При решении экономических задач довольно часто пользователь вынужден осуществлять поиск необходимой информации по соответ­ствующему запросу. Технология прохождения запроса на поиск инфор­мации представлена в виде принципиальной схемы функционирования АИПС (рис. 4.2).

С целью получения необходимых документов или данных пользова­тель составляет запрос в произвольной форме на естественном языке (этап 2). Свой запрос он направляет в контур АИПС в службу индекси­рования. Его запрос регистрируется и редактируется (этап 3). Запрос ре­дактируется в части обеспечения его полноты и уточнения содержания с позиций ПрО решаемой экономической задачи. Затем запрос индек­сируется, т.е. проводится аналитико-синтетическая переработка текста запроса (этап 4). Индексирование запроса состоит в анализе набора ключевых слов запроса и унификации этого набора в виде дескрипто­ров соответствующего дескрипторного ИПЯ (этап 5). Затем в этом блоке

проводится перенос результатов индексирования запроса на специаль­ный формат (бланк) — поисковое предписание, или ПОЗ (этап 6). В этом предписании содержатся дескрипторы, а также логические пра­вила, по которым будет выполняться поиск нужной информации. Затем ПОЗ передается на участок ввода документов в ЭВМ (этап 7). В зависи­мости от режимов загрузки ЭВМ этот ПОЗ может быть введен сразу или по мере накопления комплекта определенного объема. При вводе доку­мента в ЭВМ проводится лексический, синтаксический, логический или арифметический виды контроля в зависимости от характера ПОЗ (этап 8). При условии обнаружения ошибки производится ее идентифи­кация и исправление (этап 9).

Сообщения об ошибке оператору могут быть выведены на дисплей или принтер в форме протокола ввода ПОЗ в ЭВМ. При условии отсут­ствия замеченных ошибок проводится вызов программы поиска. Эта программа проводит обращение к структурированной БД и последую­щий анализ документов (этап 10).

Технология поиска информации по запросу в значительной мере оп­ределяется характером БД. При поиске в документальной БД проводит­ся сравнение дескрипторов ПОД с дескрипторами ПОЗ на предмет их совпадения (этап 11). При условии совпадения определенного количес­тва дескрипторов ПОД и ПОЗ программа проводит селекцию ПОД из БД в отдельный массив ПОД (этап 12). Программа проводит селекцию при условии релевантности ПОД. Релевантность — это соответствие содержания документа в БД поисковому образу запроса пользователя. Релевантность программа поиска определяет на основе заданного кри­терия смыслового соответствия или критерия выдачи (см. разд. 3.2). Та­ким образом, обеспечивается полнота и точность выданных по запросу документов. В определенной мере полноту и точность при поиске обес­печивают условия логики поиска, задаваемые в ПОЗ. Так, например, из списка релевантных ПОД могут быть изъяты документы, содержа­щие информацию о матричных принтерах, если в ПОЗ стоит логическая метка, обозначающая условие «кроме матричных принтеров». При условии несовпадения программа пропускает ПОД и переходит к анализу следующего ПОД в БД (блок 13).

Поиск в фактографической БД проходит несколько иначе. Анализу подвергается каждая запись документа, содержащая идентификаторы в соответствии с ИПЯ задач, базирующихся на фактографической ин­формации, т.е. здесь имеется в виду ИПЯ классификационного типа — кодификаторы, словари, справочники. При условии совпадения иден­тификаторов (кодов) искомой единицы информации (показателя, за­писи, документа и т.д.) и идентификаторов ПОЗ программа проводит селекцию релевантной единицы фактографической информации. Сле­дует отметить, что селекция единицы информации проводится только при условии полного совпадения единицы информации и ПОЗ. Таким образом, действие критериев выдачи, полноты и точности относитель­но поиска фактографических единиц информации теряет смысловую нагрузку.

Результаты поиска могут быть выданы на видеотерминал или распе­чатаны на принтере (этап 14). Затем проводится контроль качества по­иска и распечатки результатов (этап 15). При низком качестве поиска как по содержанию, так и по оформлению проводится идентификация и исправление дефектов поиска (этап 9). Если дефектов не обнаружено, то результаты поиска передаются пользователю (этап 1). Получив результаты поиска, пользователь проводит анализ и оценку качества по­иска. При удовлетворительном качестве он применяет полученную ин­формацию в процессе решения соответствующей задачи. Если же ре­зультаты поиска не удовлетворяют пользователя, то он корректирует свой запрос и процедура поиска повторяется. Подобные технологичес­кие итерации могут повторяться до тех пор, пока пользователь не будет полностью удовлетворен результатами поиска.

При сетевом варианте АИС контур пользователя может быть пред­ставлен как АРМ. Тогда подготовка и передача запроса, а также выдача результатов поиска проходит по каналам связи. При данном условии упрощается корректировка запроса и сокращается технологическое время на реализацию уточненного сеанса поиска.

 

 

4.2. Методы и средства технологического контроля обработки экономической информации

Основная особенность технологии обработки данных в том, что в ее рамках обычно создается множество дефектов обработки, которые в ко­нечном итоге снижают уровень качества не только ТПОД, но и работы АИС в целом. Следует отметить, что возникающие случаи искажения информации, идентифицируемые как дефекты обработки, носят вероятностный характер. Так, например, 0,4 % дефектов возникают по при­чине неисправности технических устройств, 21,6 % ошибок обусловле­ны недостатками проекта ИС, оставшийся объем — 78 % ошибок  обусловлено человеческим фактором. Сюда входят условия работы, тех­нологическая дисциплина, психомоторные характеристики персонала, психологический климат и др. (см. 13.2).

Один из эффективных путей улучшения качества обработки инфор­мации

— разработка и реализация методов улучшения достоверности и полноты информации. Особую значимость проблема контроля дан­ных приобретает при решении задачи поддержания целостности БД. Ограничения целостности реализуются механизмом СУБД. В СУБД ограничения целостности, например, может быть задано в виде фильт­рации данных, например, поле «возраст» не должно иметь своим значе­нием число превышающие 120 и т.д. В ППП СУБД ограничения цело­стности представляются обычно набором вспомогательных программ, иногда автономных по отношению к СУБД. Поддержание целостности в СУБД представляет весомую проблему.

БД формируется посредством определенного набора технологичес­ких процедур. Поэтому качество БД находится в прямой зависимости от качества технологии обработки данных. Эффективное направление — применение системы контроля обработки данных. Значительный эффект методы контроля дают в системах обработки информации числового содержания — учетных, отчетных, статистических, плановых, фактографических, параметрических и др., где искажение даже одной циф­ры может иметь в некоторых случаях серьезные последствия в принятии решений.

Задача обеспечения требуемого уровня достоверности вызывает не­обходимость применения процедур контроля на всех основных этапах технологического процесса обработки информации. Особому контро­лю подвергается достоверность выходных (производных) документов, перед выдачей их абоненту. Корректировка ошибок требует привлече­ния довольно значительных дополнительных трудовых, материальных, финансовых и временных ресурсов. Иногда искажения в документах вызывают необходимость повторной обработки документов на ЭВМ. Для устранения подобных случаев особое внимание обращается на об­наружение и исправление ошибок на предмашинных этапах обработки. В связи с этим большую значимость приобретает программный конт­роль достоверности на этапе ввода данных в ЭВМ.

Достоверность и полнота информации в АИС обеспечивается целым комплексом методов защиты: аппаратных, программных, организаци­онных, комбинированных и др. По уровню применения технических средств методы контроля достоверности информации можно разделить на следующие основные категории:

•  ручной, или визуальный, способ — заключается в проверке пра­вильности данных без применения каких-либо технических средств;

•  механизированный способ — состоит в применении вспомога­тельных технических устройств, например калькуляторов для под­счета контрольных сумм для пачки документов;

•  автоматизированный метод контроля — состоит в диагностике правильности данных посредством соответствующих програм­мных модулей;

•  автоматический метод состоит в программном выявлении оши­бочного данного, определения его истинного значения и замены ошибочного значения на истинное в памяти ЭВМ.

В практике технологии обработки обычно применяются все указан­ные методы. Степень их применения зависит от класса и масштаба АИС.

В значительной части систем организационного управления ввод информации в ЭВМ производится в форме документов. С целью реали­зации контроля достоверности входной информации разрабатываются специальные прикладные программы. Эти диагностические программы ориентированы на контроль формальных и содержательных параметров входных первичных документов. При обнаружении ошибок они выда­ют сообщения оператору об адресе и модификации ошибки.

Анализ работ по контролю достоверности данных показывает, что имеющиеся методы и программы контроля достоверности и полноты информации ориентированы в основном на обнаружение ошибок, их идентификацию. Исправление ошибок, восстановление достоверности данных выполняется только при непосредственном участии человека.

С целью определения основных требований к методам и средствам повышения уровня достоверности вернемся к схемам технологических процессов обработки информации в АИС (см. рис. 4.1, 4.2). Почти каж­дый этап обработки сопровождается выполнением операций -контроля данных, значительный объем которых приходится на контроль достовер­ности и полноты сведений в обрабатываемых документах. Особо тщательно должна проверяться производная документация перед выдачей ее абонентам. Неадекватность (недостоверность и неполнота) сведений в документации влечет за собой снижение эффективности принимаемых решений. Иногда это обусловливает повторную обработку пакета пер­вичных документов, что увеличивает стоимость обработки информации, снижает уровень своевременности, ухудшает ее качество. Таким образом, эффективность обработки в значительной мере зависит от операций кон­троля, предшествующих этапу обработки документов в ЭВМ.

По характеру возникновения ошибки можно подразделить на ошиб­ки, связанные с человеческим и аппаратным факторами. Ошибки (искажения) информации, вызываемые техническими (аппаратными) средствами обработки нейтрализуются на внутримашинном уровне специальными методами и средствами, например, функциональными блоками ЭВМ, с помощью устройств ввода-вывода данных и др. Ошиб­ки человеческого фактора исправляются гораздо сложнее. Каким обра­зом происходит обнаружение ошибок (этапы 4, 8, 14, 16, 18, 21) и их ис­правление на соответствующих этапах (рис. 4.1.)? В процедурном отношении последовательность программного обнаружения ошибок и последующего их исправления можно отобразить схемой корректи­ровки ошибок в технологии АИС (рис. 4.3).

Схема состоит из контура А — этапы, выполняемые посредством ЭВМ, и контура В - этапы, выполняемые вручную. На этапе 1 происхо­дит ввод данных в ЭВМ. На этапе 2 проводится анализ входных доку­ментов посредством программ контроля правильности входных дан­ных. На этапе 3 документ при условии отсутствия ошибки размещается на внешнем накопителе ЭВМ. Если ошибка обнаружена, то на этапе 4 ведения о ней выводятся на терминальное устройство, например ди­сплей или принтер. На этапе 5 происходит идентификация ошибки. За­тем на этапе 6 выполняется обращение к массиву первичных документов

и поиск соответствующего ошибочного документа. На этапе 7 про­исходит определение и (или) вычисление достоверного значения пока­зателя документа. Ошибки в документах могут иметь самые различные модификации. Дефект может заключаться в отсутствии (пропуске) зна­чения показателя в документостроке (документографе), искажении значения показателя документа и др. Искажение значения показателя (данного в записи) может быть допущено за счет недостающего или лишнего количества символов в значении показателя, искажения какого-либо символа, внедрения в цифровое значение алфавитного символа или наоборот, транспозиции («наползания») символов одного значения на символы другого и др. На этапе 8 происходит заполнение оператором корректировочного бланка в режимах «удаление», «замена», «вставка». Примерный формат корректировочного бланка показан в табл. 4.2.

Затем информация с корректировочного бланка вводится в ЭВМ и контролируется с помощью тех же методов контроля. Корректировка прекращается в случае отсутствия ошибок, возникающих при составле­нии бланка корректур и ввода данных с него в ЭВМ. В противном слу­чае операции по выдаче идентификации ошибок, составление новых

корректур и их ввод будут повторяться до тех пор, пока ошибки не бу­дут полностью исправлены. По схеме видно, что операции контура А по сравнению с операциями контура В составляют значительную долю тру­дозатрат и времени на этапе ввода и контроля документов в ЭВМ.

В настоящее время для обработки информации различного класса и назначения сравнительно широко применяются системы управления базами данных и ППП. Программные средства, как правило, не имеют встроенных модулей для выполнения логически развитых Функций контроля достоверности, а если и имеют, то состав функций контроля обычно недостаточен. Рассмотрим некоторые ППП, реализующие функ­ции контроля достоверности информации, с точки зрения имеющихся в них методов контроля (табл. 4.3).

По строкам перечислены виды программного контроля, а по графам

— обозначения классов ППП, практически применяемые в настоящее время в системах обработки информации различного назначения. На пересечении строкограф знаком «плюс» отмечено наличие тех или иных методов программного контроля в соответствующих пакетах. Знак «минус» означает отсутствие метода или сведений.

По выполняемым функциям указанные методы контроля можно по­дразделить на лексические, синтаксические, логические и арифметиче­ские.

Лексический контроль данных — это проверка правильности формата значений реквизитов (полей), допустимости класса информации, соот­ветствия лексем входного языка принятому нормализованному составу лексем. Лексемы могут быть представлены в кодовом (шифрованном) или неформализованном (естественном) виде — отдельные слова или составные понятия. Форматы и значения полей вводимых записей про­веряются на соответствие — только цифры, только буквы, только спе­циальные символы, только алфавитно-цифровой, только комбиниро­ванный (смешанный текст — все виды символов). С целью повышения достоверности информации в классификаторах и кодификаторах технико-экономической информации каждый код снабжается контроль­ным разрядом. Контрольные разряды (цифры) определяются с исполь­зованием цифрового метода контроля с весовыми коэффициентами.

Например, значение контрольного разряда, вычисляемое как ска­лярное произведение вектора цифр кода данного и вектора весовых ко­эффициентов, взятых по модулю 10, приписывается к коду значения данного справа [17]. Весовые коэффициенты, используемые при вы­числении контрольного разряда, следующие:

Разряды кода значения данного нумеруются справа налево. Приве­дем пример образования защищенного кода значения данного. Для не­защищенного кода 012683 контрольный разряд определяется следую­щим образом:

Защищенный код в этом случае будет таким — 0126832. Контроль­ные разряды применяются только для контроля кодовой части данного на этапе ввода в ЭВМ. При хранении в БД контрольные разряды обыч­но опускаются.

Синтаксический контроль данных — это проверка наличия регламен­тированного количества элементов в форматах и порядка их располо­жения. Например, во входных документах проверяется количество зна­чений полей и порядок их следования в записи, в документостроке, в таблице и т.д.

Логический контроль данных — это проверка содержательной взаимо­связи между отдельными значениями единиц информации. На основе свойств значений показателей можно установить контрольные соотно­шения между этими значениями типа «равно», «неравно», «больше», «меньше», «больше-равно», «меньше-равно» и др. Можно проверять правильность значений реквизитов-оснований и их совокупности на совпадение со значением их логических констант на уровне записи, файла, БД. На основе арифметических подсчетов отдельных значений показателей можно определить суммарное значение показателя и срав­нить его со значением контролируемого показателя на логическое соот­ношение. Иногда логическая взаимосвязь в комплексе входных документов АИС может достигать более 1 тыс. соотношений.

Арифметический (счетный) контроль данных — это проверка равен­ства контрольного значения определенного группового и (или) итого­вого значения элемента информации с суммой значений соответству­ющих элементарных единиц информации. Так, например, может быть проверено равенство показателя типа «итого», «всего» с суммой груп­пы значений элементарных реквизитов-оснований соответствующих Документострок и (или) документограф документа. При отсутствии в форме документа групповых и (или) итоговых значений реквизитов в таблицу документа иногда вводят специальные контрольные суммы. При балансовом контроле отдельно проверяются значения показателей по документострокам или по документографам. Шахматный контроль обеспечивает контроль большего количества параметров, чем балансовый, потому что выполняется по строкам и графам табличного документа. Как правило, разработчики программ контроля достоверности и полно­ты данных стремятся максимально использовать имеющиеся методы диагностики входных документов. Однако по ряду причин не всегда и не везде это удается.

Следует отметить, что реализация методов контроля, как правило, влечет за собой необходимость введения в процессы обработки избы­точности информационного, программного, технологического и орга­низационного характера. Так, например, балансовой контроль как раз­новидность арифметического контроля предусматривает наличие в документе контрольных сумм, которые по существу являются избы­точной информацией. Кроме того, программный модуль контроля до­стоверности данных, в сущности, избыточен в структуре программного обеспечения АИС. В технологическом процессе предусматриваются этапы (процедуры) контроля информации, что также избыточно. Как о разновидности организационной избыточности можно говорить об инструктаже персонала, отвечающего за процедуры контроля достовер­ности информации.

Анализ табл. 4.3 показывает, что наибольшей степенью реализации обладают синтаксические методы, контролирующие в основном пара­метры структуры входных документов. Однако семантические, в дан­ном случае логические, свойства учитываются недостаточно. Из всех приведенных в таблице ППП наибольшим составом программных функций контроля отличается пакет СПД, разработанный в соответст­вии с требованиями повышения достоверности информации.

Необходимость обеспечения контроля как можно большего набора параметров входных документов вызывает увеличение числа соответ­ствующих программных модулей. Подобная программная избыточ­ность в общем случае отрицательно сказывается на значениях обобщен­ных показателей качества АИС. Поэтому необходимо, чтобы модули программного контроля обладали свойством многофункциональности контроля и при этом могли бы стабилизировать рост своего физическо­го объема.

Рассмотренная выше схема контроля данных показывает, что наибо­лее перспективными и быстро развивающимися методами следует счи­тать, по-видимому, такие программные средства, которые смогут обес­печить обнаружение ошибок с помощью ЭВМ без непосредственного участия человека. Следовательно, необходим способ, который не только обнаруживал бы ошибки, но и программно вычислял достоверные зна­чения показателей и заменял бы ими соответствующие ошибочные значения. Подобный метод мог бы в значительной мере устранить, минимизировать объем временных, трудовых, материальных и финансовых ресурсов (рис. 4.2, блоки 5—8). Подобный алгоритм позволил бы авто­матически исправлять обнаруженные ошибки в каждом первичном до­кументе с сообщением адреса и модификации исправляемых ошибок оператору на принтер или видеотерминал.

Таким образом, алгоритм и программа автоматического обнаруже­ния ошибок и восстановления достоверности показателей документов

должны:

•  повышать уровень достоверности и полноты информации;

•  снижать объем временных, трудовых, материальных и финансо­вых ресурсов, используемых в технологии обработки данных;

•  адаптироваться к сравнительно широкому классу обрабатываемых форматов документов;

•  иметь возможность применения в других технологических процес­сах обработки данных;

•  реализовывать максимальный состав функций лексического, син­таксического, логического и арифметического контроля при ми­нимальном физическом объеме программного модуля.

Рассмотрение структуры программы проводится в разд. 13.2, 13.3.

 

4.3. Режимы автоматизированной обработки данных

В ТПОД могут применяться следующие основные режимы обработ­ки данных

— пакетный, мультипрограммный и интерактивный.

Пакетная обработка данных — это последовательная обработка дан­ных по задачам пользователя в порядке их очередности. По каждой экономической задаче в соответствии с календарными сроками ее ре­шения формируется пакет документов. При условии подготовки пол­ного состава (пакета) документов эта задача ставится в очередь, а при освобождении вычислительных ресурсов ЭВМ запускается в обработ­ку. Следующее задание может быть запущено только при окончании выполнения предшествующего. Сущность пакетного режима состоит в последовательном выполнении имеющейся совокупности программ обработки данных. При этом достигается уменьшение вмешательства операторов в процесс решения задач, так как средства операционной системы организуют ввод данных, вызов необходимых программных модулей, приведение требуемых внешних устройств в рабочее состоя­ние, осуществление процесса обработки и управления им. Основная цель пакетного режима — обеспечение своевременного решения задач согласно установленным графикам и максимальной загрузки вычисли­тельной системы. Вместе с тем, для определенного класса пакетных задач, требующих сравнительно больших временных ресурсов и вычислительных ресурсов ЭВМ, целесообразно применение промежуточных контрольных съемов данных, чтобы исключить сбои и ошибки в реше­нии задачи.

Выполнение задания в режиме пакетной обработки характеризуется типовой очередностью процедур обработки данных, включающих:

•  логическое преобразование исходных информационных массивов и создание рабочего массива;

•  упорядочение рабочего массива;

•  вычислительная обработка данных по заданному алгоритму;

•  формирование выходного массива;

•  контроль результатов решения задачи;

•  выдача результатов обработки.

Особенность реализации пакетного режима обработки информации в том, что ее результаты, как правило, выводятся путем печати требуе­мых выходных документов на печатающем устройстве — принтере, или в виде массивов информации на магнитных носителях. Первые обычно содержат результаты планирования, учета и отчетности.

С целью сокращения времени на обработку данных и рационализа­ции вычислительных ресурсов применяется мультипрограммный режим обработки данных, выполняется на ЭВМ повышенной производитель­ности и расширенного объема памяти. Мультипрограммная обработка данных — это параллельная обработка данных по нескольким задачам пользователя. ОС управляет одновременно несколькими программами, реализующими набор соответствующих задач пользователей. Эти программы выполняются в режиме разделения времени, когда каждой про­грамме выделяется через определенный промежуток (квант) времени доступ к вычислительным ресурсам ЭВМ — процессору, оперативной памяти и др.

Интерактивный режим обработки данных иногда называют диало­говым. Диалоговый режим обработки данных — это обработка данных по задаче, в процессе которой пользователь имеет возможность в реаль­ном времени вмешиваться в ход решения задачи и изменять условия ее решения по своему усмотрению. Работа основана на взаимодействии пользователя с ЭВМ через терминал в режиме меню. Меню обеспечива­ет дружественность интерфейса, что создает дополнительные удобства и улучшает производительность работы. При реализации диалогового режима в меню активно используется варьирование цвета, мерцание символов, слов или строк, широко применяются средства подсказки, обучения пользователя, проверки его работы. Подсказка представляет собой совокупность инструкционных материалов по работе пользовате­ля, сведений о типах и структурах входных и выходных данных, алго­ритмах обработки информации. Например, описание конкретных процедур арифметического и логического контроля данных при формиро­вании документов налоговой отчетности. Средства обучения обычно содержат контрольный пример, иллюстрирующий работу программно­го комплекса. Средства проверки работы пользователя включают пол­ный список сообщений об ошибках, обнаруживаемых программным комплексом.

В диалоговом режиме пользователь занимает активную позицию по отношению к технологии обработки данных. В интерактивном режиме решается довольно широкий класс задач, например проведение поиска данных (документов) в БД по запросу пользователя. В процессе поиска пользователь может вносить коррективы в поисковое предписание и тем самым уточнять ПОД и логику поиска, добиваясь при этом луч­ших показателей его полноты и точности. Кроме того, в интерактивном режиме проводится решение задач имитационного класса. Здесь специ­алист может по ходу решения задачи задавать и корректировать условия решения задачи. Последовательность шагов в уточнении исходных ус­ловий обеспечивает более эффективное решение имитационной задачи при изучении управляемого объекта.

Диалоговый режим широко используется при подготовке аналити­ческих записок по конкретным экономическим задачам. Эта работа осуществляется специалистами при получении различных расчетных таблиц на основе БД. В рамках решения аналитических задач широко используются процедуры расчета итоговых таблиц, подготовки на их основе графиков и диаграмм. Например, для аналитической работы мо­жет быть использован пакет ЛОТОС 1-2-3, а для формирования тексто­вой информации — текстовый процессор Word.

Диалоговый режим предусматривает интерактивную связь пользо­вателя с вычислительной машиной через терминал, с которого возмо­жен ввод команд, воздействующих на порядок работы программ обра­ботки информации. Диалог проводится в двух режимах: текстовом и графическом. При текстовом режиме на экране отображаются алфа­витно-цифровые символы, позволяющие строить тексты и таблицы. Графический режим используется при отображении графической ин­формации — это разнообразные диаграммы и графики. В некоторых пакетах программ реализованы возможности текстового и графического

режимов.

Существует два приема формирования диалога: глобальный и ло­кальный. При глобальном диалоге с помощью меню задается последо­вательность программ, характеризующая функциональные возможнос­ти программной системы при обработке данных. Локальный диалог формирует конкретный алгоритм обработки данных по запросу пользо­вателя.

 

4.4. Автоматизированное рабочее место экономиста

В настоящее время в компьютерной обработке данных широкое распространение получили АРМ пользователей [12]. Автоматизирован­ное рабочее место — это совокупность методов, средств и процедур информационного, технического,

программно-математического и ор­ганизационно-правового характера по взаимодействию пользователя с ресурсами АИС. Методы, средства и процедуры АРМ основаны на категориях идентичных категориям, применяемым в ТПОД АИС. В область режимов функционирования ТПОД входит комплекс условий, который определяется системообразующими признаками АИС — принципами создания и функционирования, целями, задачами, функ­циями, структурой, технологией процедур и процессов, развития и др. АРМ в рамках АИС относится к классу АРМ конечного пользователя, но в общем контуре ТПОД он по своему статусу определяется как АРМ технологического пользователя.

При создании АРМ разработчики должны исходить из того, что в об­щем случае АРМ — это квинтэссенция ТПОД АИС. Один из основных принципов построения АРМ — придание ему свойства адаптивности к изменяющимся условиям в управлении экономическим объектом. Выдаваемые администратору сведения должны быть информативными, достоверными, полными, оперативными. Форма отображения данных должна обеспечивать их восприятие, анализ и принятие рациональных решений администратором в минимальное время. Поэтому основной акцент при создании, эксплуатации и развитии АРМ должен быть на­правлен на его логическую составляющую. АРМ должно базироваться на идеологии интеллектуальных ИС, в частности идеологии, систем ав­томатизированного проектирования, экспертно-советующих систем, нейросетевых технологий, БЗ и т. д.

В настоящее время при решении регламентных задач АИС АРМ эко­номиста обеспечивает более эффективную организацию труда экономи­стов за счет автоматизации многообразных функций и непосредствен­ного доступа к информационным ресурсам, установленным на рабочем месте экономиста, а также ресурсам, имеющимся у АИС. АРМ экономи­ста автоматизирует различные аспекты деятельности и обеспечивает:

•  снижение трудоемкости обработки информации;

•  повышение оперативности использования получаемой информа­ции;

•  повышение персональной ответственности исполнителей за каче­ство и достоверность информации, получаемой на рабочем месте.

АРМ может быть настроено на обеспечение обработки и получение информации как в автономном, так и в сетевом режимах. Результатная информация может быть получена в форме сводных аналитических ма­териалов и графиков.

В АРМ реализованы следующие функции:

•  ввод данных в ЭВМ с первичных документов;

•  контроль вводимых данных;

•  корректировка информации;

•  обработка текстовой, табличной, графической и мультимедиа ин­формации;

•  расчет данных по задаваемым формулам;

•  накопление данных и их хранение по годам и периодам;

•  логико-математическая обработка информации для получения информации по запросам;

•  формирование сводных отчетов с выдачей на экран дисплея, на печать, а также на магнитные носители;

•  группировка данных по характеристикам предприятий и показате­лям;

•  обработка и представление данных в различных разрезах;

•  построение графиков и диаграмм по финансово-экономическому состоянию предприятий;

•  пересылка данных абонентам по каналам связи.

Диалог пользователя с ЭВМ в режиме АРМ организован по принци­пу «меню». В зависимости от характера решаемых задач в состав меню включаются разные программы, обеспечивающие соответствующие ре­жимы работы: настройка персональной ЭВМ, введение лингвистичес­ких средств, видов документов, редактирование, сервис, помощь.

Например, в АРМ-статистика в режиме «Настройка» пользователь определяет нужный ему раздел из перечня массивов документов, фай­лов, разделов БД, а также хронологические рамки документов и другие параметры [17].

Режим «Лингвистические средства» может быть представлен спис­ком ИПЯ, классификаторов, используемых для формирования сводных документов в виде группировок по значениям кодов этих классифика­торов (ОКПО, СООГУ, ОКОНХ и др.), а также подготовки запроса и проведения документального поиска в БД.

С помощью режима «Документы» осуществляется ввод, контроль и запись данных первичных отчетов, необходимых по регламенту реше­ния определенной задачи в рамках АИС. При входе в данный режим на экране дисплея отображается список документов, подлежащих вво­ду для заданной задачи. Затем данные вводятся в формы документов, например в электронные таблицы, в соответствии с определенным списком предприятий и организаций, отчитывающихся по данной форме.

В процессе ввода проводится проверка правильности вводимых дан­ных с использованием средств контроля, предусмотренных для данной формы документа. Результатом контроля становится файл протокола, содержащий информацию об обнаруженных ошибках, который можно просмотреть на экране или распечатать. После анализа ошибок доку­менты могут быть откорректированы. В данном режиме работы можно также рассчитать итоговые или средние значения для каждого показателя формы по заданной группе документов. Введенные документы можно поместить в файл, предназначенный для передачи абоненту.

АРМ выполняет также формирование сводных документов — сводки, отчеты за соответствующий период времени на основе введенных первич­ных документов. В сводные отчеты могут быть отобраны любые показате­ли по усмотрению пользователя. На основе привлеченных данных могут быть выполнены самые разнообразные расчеты. АРМ позволяет произво­дить автоматическую группировку данных при получении сводок.

Данные могут группироваться по качественным признакам (атрибу­тивный ряд), по количественным признакам (вариационный ряд), по годам (динамический ряд). Атрибутивный ряд предназначен для просмотра данных по предприятиям и итогов по группировкам. Вариа­ционный ряд включает итоги по всем показателям текущего периода с учетом заданного качественного ранжирования какого-либо показа­теля. Динамический ряд используется для просмотра данных по пред­приятиям и итогов по группировкам, а внутри каждой группировки — по годам. Тем самым можно проследить изменение показателей в задан­ном временном интервале от одного отчетного периода к другому.

Для получения сводок данные могут группироваться как с нарастаю­щим итогом с учетом данных прошлых периодов, так и без нарастающе­го итога. Общий алгоритм формирования сводок выглядит следующим образом:

•  последовательно выбираются данные из различных первичных от­четных документов;

•  осуществляется их обработка с использованием задаваемых формул;

•  устанавливается вид группировки данных;

•  формируются итоговые данные.

АРМ предусматривает графическое отображение полученных сво­док. Графики можно строить по любым выбранным показателям свод­ки, используя столбиковую, наложенную, линейную, круговую и другие виды диаграмм.

В режиме «Редактирование» создаются справочники классов отчетно­сти, форм первичной отчетности, а также выполняется проектирование электронных образов форм первичных и сводных документов. Любая электронная таблица состоит из строк и колонок, пересечение которых

образует клетку. Клетка может содержать информацию, представленную постоянным текстом или переменным значением, которое бывает как числовым, так и символьным. Числовые значения могут рассчитываться по различным формулам с нарастающим итогом. Для создания электрон­ной таблицы в АРМ предусмотрены следующие возможности:

•  создание новой таблицы;

•  создание новой таблицы методом корректировки старой;

•  создание для одного и того же первичного документа нескольких различных таблиц.

При создании разных таблиц отображения для одного и того же до­кумента, показатели, включаемые в новую таблицу, сохраняют свое смысловое значение. Это очень удобно при получении различных спра­вок, сводок и других видов отображения данных. В процессе создания новой электронной таблицы требуется ввести ее заголовок, изобразить шапку, присвоить соответствующие номера колонкам и строкам, ввести наименования показателей, заложить расчетные формулы контроля, присвоить номера показателей каждому значению таблицы. В процессе редактирования электронной таблицы необходимо предусмотреть правки шапки и строк, изменение ширины колонок, а также формул расчета и контроля, вставку и удаление строк и колонок.

В режиме «Сервис» предусмотрены следующие функции: индексиро­вание, копирование, восстановление и сжатие информации, а также выборка данных из массивов нормативно-справочной информации, например классификаторов.

Режим «Помощь» служит для получения справок по пояснению и уточнению правил выполнения различных операций в АРМ.

В результате работы АРМ полученная информация может быть вы­ведена на печать, записана на магнитные носители, а также передана в виде файла по каналам связи на вышестоящие (нижестоящие) уровни управления экономическим объектом. Организация работы АРМ бази­руется на применении системной технологии обработки экономичес­кой информации, включающей следующие этапы:

•  формирование электронных таблиц на основе документов с исполь­зованием необходимых расчетов и методов контроля информации;

•  создание сводных документов в необходимых разрезах, используя данные электронных таблиц;

•  формирование локальных БД;

•  передача подготовленных сводных отчетов, справок, аналитических записок и других материалов в вышестоящие и другие инстанции;

•  получение запросов на выполнение указанных выше видов работ с учетом изменений и дополнений, выработанных на основе ана­лиза переданных материалов.

Применение АРМ в ТПОД обеспечивает повышение эффективнос­ти решения регламентных задач по обработке данных в их различных формах. Реализация АРМ в рамках системной технологии обеспечивает высокое качество и дисциплину представления результатных данных, типизацию технологического процесса обработки информации на раз­личных уровнях управления экономической системой.

 

4.5. Телекоммуникационные технологии АИС

Идея расширения функциональных возможностей и масштабов реализации АИС привели к созданию так называемых телекоммуни­кационных технологий, основанных на организации сетевого вза­имодействия вычислительных ресурсов ЭВМ [11,64]. Сеть ЭВМ — это совокупность технических, программных и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислитель­ных ресурсов.

В структурном плане сеть ЭВМ состоит из двух основных элементов, взаимодействующих между собой, — сервера и рабочих станций. В роли сервера выступает центральная ЭВМ (хост-ЭВМ) — узел сети. Сервер располагает и управляет использованием разделяемых ресурсов — БД, внешней памяти, принтеров и др. Рабочие (клиентские) станции пред­ставляют собой профессиональные ЭВМ, предназначенные для работы пользователей в интерактивном режиме с центральной ЭВМ. Это могут быть АРМ, имеющие скромные по сравнению с центральной ЭВМ вы­числительные и информационные ресурсы.

В организации сетевого обмена данными существует несколько схем взаимодействия рабочих станций и сервера. В схеме «клиент — сервер» рабочая станция (клиент) получает от сервера те функции и те ресурсы, которые необходимы клиенту для решения его задачи. В подобных слу­чаях состав и объем ресурсов обычно обусловлены содержанием запро­са клиента к серверу. Это могут быть прикладные программы, сервис печати документов, файлы, которые соответствуют условию, указанно­му в запросе. Подобная схема широко используется в современных ло­кальных вычислительных сетях. Схема «файл — сервер» представляет собой многопользовательскую систему управления данными. Здесь данные размещаются централизованно, в одном узле вычислительной сети под управлением сервера, а СУБД и другие программные ресурсы имеются на каждой рабочей станции. СУБД ведет обработку данных, а сервер выполняет роль управляющей программы (драйвера) магнит­ного диска, на котором хранятся БД.

Значительное место в сетевом обмене принадлежит серверам БД. К числу основных функций сервера БД относятся: организация размещения данных на магнитных носителях, хранение БД, обеспечение до­ступа пользователей к БД, поддержка БД в актуальном состоянии, реор­ганизация БД и др.

Один из способов актуализации БД — транзакция. Транзакция — короткий во времени цикл взаимодействия объектов, включающий запрос, выполнение задания и ответ. В общем смысле транзакция иден­тифицируется входным сообщением, переводящим БД из одного состо­яния в ее другое непротиворечивое (актуальное) состояние. Характер­ный пример транзакции — работа в режиме диалога клиента и сервера. С рабочей станции пользователя направляется задание на поиск инфор­мации в БД сервера. В режиме реального времени производится быстрый поиск информации и выдача ее пользователю. Последовательность сим­волов, которые содержатся в запросе транзакции, называется кодом тран­закции. Сравнительно небольшой, но постоянно обновляемый набор данных называется файлом транзакций. Так, например, этот файл может содержать данные по изменению фамилии рабочего, тарифной ставки, объема рабочего времени и др. Транзакции могут быть зафиксированы путем занесения ее результатов в специальный журнал. Транзакции широко применяются в сетевых службах самого различного характера.

Несколько сложнее поддерживать актуальность распределенных БД. Здесь применяется прием репликации. Репликация — это процесс син­хронного приведения данных нескольких распределенных БД в иден­тичное состояние. Задача репликации возникает тогда, когда несколько пользователей, работая с набором распределенных БД, вносят свои кор­рективы в соответствующие БД. Для обеспечения непротиворечивости необходимо синхронно проводить корректировки по всей структуре рас­пределенных БД.

В организации ведения распределенных БД существует несколько видов репликации. По уровню распространения различают односторон­нюю и многостороннюю репликации. При односторонней репликации данные изменяются только в одной БД, а в других данные не изменяются. При многосторонней репликации данные корректируются во всех БД. По времени проведения можно выделить репликации реального време­ни и отложенные репликации. Репликации реального времени выпол­няются непосредственно после изменения состояния объектов. Отло­женные репликации выполняются по определенному условию или событию, например пункту в графике администратора БД. Сетевая технология обеспечивает:

•  построение распределенных хранилищ информации;

•  расширение перечня решаемых задач по обработке информации;

•  повышение надежности АИС за счет дублирования работы набора ЭВМ;

•  создание новых видов задач и услуг в направлении информацион­ного взаимодействия, например электронной почты;

•  снижение стоимости обработки информации.

В общем случае структура сетевой технологии должна обладать сово­купностью определенных свойств, к ним относятся:

•  открытость — возможность включения в сеть дополнительных модификаций современных ЭВМ и других сетевых устройств;

•  ресурсоемкое — способность технических и аппаратных средств хранить, оперативно обрабатывать и представлять широкий набор данных;

•  динамичность — минимизация времени ответа ЭВМ сети на за­прос пользователя;

•  эргономичность — развитый интерфейс по взаимодействию с ЭВМ, широкий набор сервисных функций по информационному обеспечению пользователя и создание адекватной ему информа­ционной среды;

•  автономность — относительно независимая работа сетей различ­ных уровней;

•  адаптивность — обеспечение совместимости и взаимодействия технических и программных средств при изменении требований надсистемы и изменении конфигурации сети;

•  самоорганизация — защита данных от несанкционированного доступа, автоматическое восстановление работоспособности в случае аварийных сбоев, высокая достоверность передаваемой ин­формации.

Вычислительные сети принято подразделять на два класса — ЛВС и ГВС. Локальная вычислительная сеть — это распределенная вычисли­тельная система, в которой передача данных между компьютерами проводится на небольшие расстояния в пределах одного здания или не­скольких зданий одной организации. ЛВС требует минимум специаль­ных устройств, достаточно электрического соединения компьютеров с помощью кабелей и разъемов. Так как электрический сигнал при передаче по кабелю ослабевает (уменьшается его мощность) тем силь­нее, чем протяженнее кабель, то, естественно, длина проводов, соеди­няющих компьютеры, ограничена. По этой причине ЛВС объединяют компьютеры, локализованные на весьма ограниченном пространстве. Обычно длина кабеля, по которому передаются данные между компью­терами, не должна превышать 1 км. Указанные ограничения обуслов­ливают расположение компьютеров ЛВС в одном здании или в рядом стоящих зданиях. Обычно службы управления предприятий так и рас­положены, что и определило широкое использование в них ЛВС для ре­ализации процессов обмена. Вместе с тем при построении определенных ЛВС применяются и дополнительные устройства, в частности ре­питеры, усиливающие сигналы в канале связи, и др.

ГВС объединяют ресурсы компьютеров, расположенных на значи­тельном удалении. Глобальная вычислительная сеть — это распределен­ная сеть ЭВМ, имеющая развитый состав технических устройств, рас­положенных на межматериковом географическом пространстве. При создании ГВС необходимо применение специальных устройств, позво­ляющих передавать данные без искажения и по назначению. Эти устройства коммутируют (соединяют, переключают) между собой ком­пьютеры сети и, в зависимости от ее конфигурации, могут быть как пассивными коммутаторами, соединяющими кабели, так и достаточно мощными ЭВМ, выполняющими логические функции выбора наимень­ших маршрутов передачи данных. В ГВС, помимо кабельных линий, применяют и другие среды передачи данных. Большие расстояния, че­рез которые передаются данные в глобальных сетях, требуют особого внимания к процедуре передачи цифровой информации с тем, чтобы посланные в сети данные дошли до компьютера-получателя в полном и неискаженном виде. В глобальных сетях компьютеры отделены друг от друга расстоянием не менее 1 км и объединяют ресурсные возможно­сти компьютеров в рамках определенной территории.

Отдельные ЛВС и ГВС могут объединяться, и тогда возникает слож­ная сеть, которую называют распределенной. Таким образом, в общем виде вычислительные сети представляют собой систему компьютеров, объединенных линиями связи и специальными устройствами, позволя­ющими передавать без искажения и перенаправлять потоки данных между компьютерами. Линии связи вместе с устройствами передачи и приема данных называют каналами связи, а устройства, производя­щие переключение потоков данных в сети, можно определить общим названием — узлы коммутации.

Топология вычислительных сетей. Важнейшей характеристикой сети является топология. Она определяет способ соединения ЭВМ в сети. Различают два вида топологии — физическую и логическую. Физичес­кая топология — это реальная схема соединения технических устройств сети посредством каналов связи. Логическая топология — это установ­ленная схема потоков данных между техническими устройствами сети. Термин «топология сетей» характеризует физическое расположение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети.

Построение топологии ЛВС выполняется по нескольким топологи­ческим структурам. Базовыми топологиями являются: звездообраз­ная — «звезда», кольцевая

— «кольцо», магистральная — «шина». На основе этих структур могут быть построены более сложные, разветвлен­ные и многосвязные сети.

Топология «звезда» характерна тем, что в ней все узлы соединены с одним центральным узлом коммутации (ЦУК) (рис. 4.4).

Достоинство подобной структуры в экономичности и удобстве с точ­ки зрения организации управления взаимодействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть легко расширить, поскольку для до­бавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недостатком звездообразной топологии можно назвать низкую надежность — при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

Кольцевая топология характерна тем, что компьютеры в этой сети подключаются к повторителям (репитерам) сигналов, связанным в од­нонаправленное кольцо (рис. 4.5).

По методу доступа к каналу связи различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и тактированное кольца. В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специальный управляющий мар­кер (метка), разрешающий передачу сообщений из компьютера, кото­рый им управляет в данный момент времени. Если компьютер получил маркер и у него есть сообщение для передачи, то он «захватывает» мар­кер и передает сообщение в кольцо. Данные проходят через все повто­рители, пока не окажутся на том повторителе, к которому подключен компьютер с адресом, указанным в данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он пропускает движущийся по кольцу маркер.

В тактированном кольце по сети непрерывно вращается замкнутая после­довательность тактов — специально закодированных интервалов фиксированной

длины. В каждом такте имеется бит-указатель занятости. Свободные такты могут заполняться передаваемыми сообщениями по мере необходимо­сти либо за каждым узлом могут закрепляться определенные такты.

К достоинствам кольцевых сетей относится равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. К недостаткам следует отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного повтори­теля и остановку работы сети при изменении ее конфигурации.

Магистральная топология («шина»), в локальных сетях применяется очень широко. Здесь все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приемопередатчиков) (рис. 4.6).

С двух сторон канала имеются пассивные терминаторы, которые служат для поглощения передаваемых сигналов. От передающего ком­пьютера данные направляются всем компьютерам сети, однако вос­принимаются только тем компьютером, адрес которого указан в пере­даваемом ансамбле данных. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу. Если один компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, что относится к достоинст­вам шинной топологии. Другие достоинства шины — высокая расширя­емость и экономичность в организации каналов связи. Как недостаток расценивается уменьшение пропускной способности сети при значи­тельных объемах трафика — объема передаваемых по сети данных.

В настоящее время часто используются топологии, основанные на сочетании достоинств и нивелировании недостатков базовых тополо­гий — «звезда — шина», «звезда — кольцо». Топология «звезда — шина» чаше всего выглядит как объединение с помощью магистральной шины нескольких звездообразных сетей. При топологии «звезда — кольцо» несколько звездообразных сетей соединяется своими цент­ральными узлами коммутации в кольцо.

Развитие локальных и комбинированных топологий при условии уд­линения линий связи приводит к необходимости их разделения и созда­ния распределенных сетей. Это обусловливает особенности топологии ГВС. В распределенных сетях компонентами служат не отдельные ком­пьютеры, а отдельные локальные сети, или сегменты. Узлами коммута­ции таких сетей становятся активные концентраторы и мосты — уст­ройства, обеспечивающие коммутацией линии связи неоднородного класса и усиливающие проходящие через них сигналы. Мосты, кроме того, еще и управляют потоками данных между сегментами сети.

При соединении удаленных на большие расстояния компьютеров или сетей используются каналы связи и устройства коммутации, назы­ваемые маршрутизаторами и шлюзами. Маршрутизаторы взаимодей­ствуют друг с другом и соединяются между собой каналами связи, обра­зуя распределенный магистральный канал связи. Для согласования параметров данных (форматов, уровней сигналов, протоколов и т.п.), передаваемых по магистральному каналу связи, между маршрутизато­рами и терминальными компонентами включаются устройства сопря­жения. При подключении к магистральному каналу вычислительных сетей (например, мэйнфреймов), которые невозможно согласовать с помощью стандартных устройств сопряжения, используются стан­дартные средства, называемые шлюзами. Терминальными абонентами называют отдельные компьютеры, локальные или распределенные сети, через маршрутизаторы подключенные к магистральному каналу. Таким об­разом, возникает ГВС, типовая топология которой приведена на рис. 4.7.

Глобальные сети могут объединяться между собой путем соединения через маршрутизаторы магистральных каналов, что в конечном итоге приводит к созданию мировой информационно-вычислительной сети. Эти сети относятся к классу открытых систем и создаются на основе эталонной модели.

Базовая эталонная модель взаимодействия открытых сетей. Базовая эта­лонная модель (OSI — Open System Interconnection) — стандарт 7498 ISO. Модель OSI можно назвать гибкой в том смысле, что она допускает эво­люцию сетей в зависимости от развития теории и новых технических достижений, а также обеспечивает постепенность перехода от сущест­вующих реалий к новым стандартам. Основное понятие модели

— система. Система — автономная совокупность вычислительных средств, осуществляющих обработку данных прикладных задач пользователей.

Прикладной процесс, реализующий определенную задачу пользовате­ля — важнейший компонент системы, обеспечивающий обработку ин­формации. Роль прикладного процесса в системе выполняет человек-опе­ратор, программа или группа программ. Основная задача сети состоит в обеспечении взаимодействия прикладных процессов, проходящих в различных системах. При этом система считается открытой, если она выпол­няет стандартное множество функций взаимодействия, принятое в сети.

Область взаимодействия открытых систем определяется

последова­тельно-параллельными группами функций или модулями взаимодей­ствия, реализуемыми программными или аппаратными средствами. Модули, образующие область взаимодействия прикладных процессов и физических средств соединения, делятся на семь иерархических уров­ней. Каждый из них выполняет определенную функциональную задачу (табл. 4.4) [64]. В системе передачи физический, канальный и сетевой уровни вместе с прикладными процессами образуют область обработки данных, реализующих информационные процессы, выполняемые в си­стеме. Процессы этой области используют сервис по транспортировке данных транспортного уровня, который осуществляет процедуры пере­дачи информации от системы-отправителя к

системе-адресату. Транспортный, сеансовый, представительный и прикладной уровни образу­ют область передачи данных между множеством взаимодействующих систем, реализуют коммуникационные процессы по транспортировке данных. Протоколы ОС сети реализуют единый интерфейс между ОС разнотипных ЭВМ. Основополагающим в этом случае становится принцип виртуальности, определяющий общность процессов через виртуальный терминал, виртуальный файл, виртуальное задание и т. д.

Существенно для прикладных процессов включение в систему обмена таких каналов связи, которые оптимизируют время прохождения дан­ных. Важной здесь становится также и реализация взаимодействия процессов удаленных ЭВМ с управляющими блоками сети. В логическом отношении единую ОС должен образовывать набор программных и ап­паратных протоколов информационного обмена и процедур, осуществ­ляющих интерфейс управляющих сигналов и данных сети, вне зависи­мости от способа и места их реализации.

Функции, выполняемые протоколами уровней в различных систе­мах, принято объединять в группы, именуемые службами. Транспортная служба обеспечивает выполнение задач, связанных с передачей инфор­мации через коммуникационную подсеть. Она охватывает транспорт­ный, сетевой, канальный и физический уровни. Над ней находится абонентская служба. Эта служба располагается на прикладном, представительном и сеансовом уровнях и предназначена для обеспечения соединения прикладных процессов с транспортной службой. Соответственно семи уровням взаимодействия открытых систем вводится иерар­хия семи групп протоколов. Протоколы именуются так же, как уровни. В соответствии с точками приложения иерархия протоколов делится на три специфические группы:

•  физический (стандартный физический интерфейс Х.21) и каналь­ный (стандарт HDLC — High level Data Link Control — высший уровень управления каналом данных) протоколы;

•  протоколы транспортного и сетевого уровней, которые реализуют сквозное взаимодействие абонентских сетей. Здесь сетевые уровни и сетевой процесс коммуникационных систем инициируют ком­поненты, связывающие последовательность канальных соеди­нений в единую сквозную систему коммуникационной подсети. При этом для соединения оконечного оборудования с сетью пере­дачи данных очень часто используют протоколы Х.25 (стандарт МККТТ — Международного консультативного комитета по теле­графии и телефонии, CCITT — Consultative Committee for Inter­national Telegraphy and Telephony). Рекомендация Х.25 включает в себя протоколы трех нижних уровней эталонной модели: на фи­зическом уровне — стандартный физический интерфейс Х.21, на канальном уровне — процедуру управления каналом LAPB — Link Access Procedure Balanced (подмножество HDLC) и на сетевом уровне — протокол X. 25/3 обмена пакетами между оконечным оборудованием и сетью передачи данных;

• протоколы трех верхних уровней (прикладного, представитель­ного, сеансового), образующие группу, связанную с прикладны­ми процессами. Эти уровни ответственны за последовательность канальных соединений.

Интеграция однородных глобальных сетей, использующих протокол Х.25, осуществляется на базе известного протокола Х.75, обеспечиваю­щего логические соединения абонентов через различные сети. В не­однородных сетях используется межсетевой протокол IP (Internet work Protocol) в его стандартизованной версии. Общий принцип функцио­нирования транслятора IP состоит в том, что шлюзы, узлы и станции локальных сетей используют датаграммный протокол, расположенный на транспортном уровне сети. Пакеты, транспортируемые между сетя­ми, идентифицируются в шлюзе и упаковываются в 1Р-датаграммы, в заголовке которых содержится глобальный адрес места назначения.

Увеличение разнообразия различных архитектур связи побудило ISO направить значительные усилия на разработку стандарта архитектуры связи, который позволил бы системам открыто связываться между со­бой. Протоколы, реализующие уровни обмена данными, должны быть предусмотрены в каждом узле сети.

Уровень канала передачи данных и находящийся под ним физичес­ки уровень обеспечивают канал безошибочной передачи между двумя узлами в сети. Функция физического уровня заключается в гарантии того, что символы, поступающие в физическую среду передачи на од­ном уровне канала, достигнут другого конца. При использовании этой услуги по транспортировке символов задача протокола канала состоит в обеспечении надежной передачи блоков данных по каналу.

Функция сетевого уровня состоит в том, чтобы обеспечить передачу данных по сети от узла передачи до узла назначения. Этот уровень пред­усматривает также управление потоком или перегрузками в целях пред­отвращения переполнения сетевых ресурсов, которое может привести к прекращению работы.

Четыре верхних уровня предоставляют услуги самим оконечным пользователям и, таким образом, связаны с ними, а не с сетью.

Транспортный уровень обеспечивает надежный, последовательный обмен данными между двумя оконечными пользователями (для этой цели на транспортном уровне используется услуга сетевого уровня), а также управляет потоком, чтобы гарантировать правильный прием

блоков данных.

Существование сеанса между двумя пользователями означает необ­ходимость установления и прекращения сеанса. Это делается на уровне сеанса. Этот уровень при необходимости управляет переговорами, что­бы гарантировать правильный обмен данными.

Уровень представления управляет и преобразует синтаксис блоков данных, которыми обмениваются оконечные пользователи, а протоколы прикладного уровня придают соответствующий смысл обмениваемой информации. Блоки или кадры данных, передаваемые по каналу связи через сеть, состоят из пакетов, а также управляющей информации в виде заголовков и окончаний, добавляемых к пакету непосредственно перед его отправлением из узла. В каждом принимающем узле управляющая информация отделяется от остальной части пакета, а затем вновь добав­ляется, когда этот узел в свою очередь передает пакет по каналу в следу­ющий соседний узел. Этот принцип добавления управляющей информа­ции к данным в архитектуре OSI расширен и включает возможность добавления управляющей информации на каждом уровне архитектуры.

 

4.6. Информационные технологии Интернета

Значение ГВС в экономической деятельности трудно переоценить [58, 61, 68]. Особую роль здесь приобретает Интернет. Отличительная особенность Интернета — высокая надежность. Архитектура Интернета обеспечивает эффективную систему резервирования технических устройств. При выходе из строя части компьютеров и линий связи сеть бу­дет

продолжать функционировать. Такая надежность обеспечивается тем, что в сети Интернет нет единого центра управления. Если выходят из строя некоторые линии связи и компьютеры, то сообщения могут быть переданы по другим линиям связи. Как и любая другая компью­терная сеть, Интернет состоит из множества компьютеров, соединен­ных между собой линиями связи, и установленных на этих компьютерах программ. Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип ком­пьютера и используемая ими ОС значения не имеют.

Основные ячейки Интернета — ЛВС. Если ЛВС подключена к Ин­тернету, то и каждая рабочая станция этой сети также может подклю­читься к Интернету. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернету — это хост-компьютеры (от англ. host — хо­зяин).

Для создания каналов связи применяют все виды средств: от теле­фонного кабеля до спутниковой связи. Интернет представляет собой совокупность физически взаимосвязанных  хост-компьютеров. Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его мо­жет найти абонент из любой точки мира. Пользователи Интернета под­ключаются к сети через компьютеры специальных организаций, кото­рые называются поставщиками услуг сети — Интернет-провайдерами (от англ. provider

— поставщик). Провайдеры имеют множество линий для подключения пользователей и высокоскоростные линии связи для подключения их к остальной части Интернета. Мелкие поставщики подключены к более крупным и т.д. Однако и отдельный пользователь, и ЛВС могут подключаться высокоскоростной линией к структуре Интернета и стать провайдерами.

Компьютеры, подключенные к Интернету, называются ее узлами или сайтами (site — место). Узлы, установленные у провайдеров, обеспечива­ют доступ пользователей к Интернету. Многие фирмы создают веб-узлы (от англ. web — паутина, сеть, сплетение) в Интернете, с помощью кото­рых они распространяют информацию о своих товарах и услугах.

Подключение к Интернету с помощью провайдера означает, что вы с помощью своего модема устанавливаете соединение с компьюте­ром — поставщиком услуг сети, который связывает вас с Интернетом. В настоящее время используется несколько вариантов подключения к Интернету:

• постоянное подключение (24 часа в сутки). Абонент подсоединя­ется с помощью выделенной линии связи, которая обеспечивает высокую скорость передачи информации. Используется средними и крупными фирмами, в частности Интернет-провайдерами;

•  некоммутируемое соединение. Более надежное соединение. Этот способ используют в основном пользователи-профессионалы.

•  коммутируемое IP-соединение (Internet work Protocol — межсете­вой протокол). Через обычную телефонную линию модем абонента связывается с модемом провайдера. Это сеансовое соединение, так как во время сеанса абонент — полноправный пользователь Ин­тернета, но по окончании сеанса связь с Интернетом разрывается.

В рамках указанных режимов имеются еще несколько модификаций подключения. Так, например, сеансовое подключение возможно по обычным аналоговым телефонным линиям связи (режим Dial-Up) и асинхронное подключение по цифровым линиям (режим ADSL) с возможностью использования спутниковой связи. В первом режиме обмен данными в сети не превышает пропускной способности сети, на­пример около 33 кбит/сек. В последнее время популярным стало ис­пользование спутникового канала, скорость передачи которого может быть в несколько раз выше обычного — 256—512 кбит/сек. Кроме того, возможен доступ в Интернет через мобильный телефон по протоколу WAP. Соединение это дорого, но для получения важного послания по e-mail или сообщения о важной биржевой котировке этот режим может быть вполне приемлемым.

Существует два основных понятия — адрес и протокол. Свой уни­кальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к Интернету. Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компью­теру выделяется уникальный адрес. Адрес должен иметь формат, позво­ляющий вести его обработку автоматически, а также должен нести не­которую информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливается два адреса: цифровой IP-адрес и домен­ный адрес.

Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а домен­ный — для восприятия пользователем. Цифровой адрес можно записать в десятичном виде. Например, адрес сети — 195.34, адрес подсети — 32, адрес компьютера — 11; полный адрес — 195.34.32.11. Доменный адрес может выглядеть так — http://dialup.mtu.ru. В данном примере буквы «http» обозначают протокол обмена данными (гипертекст), буквы «dialup.mtu» — имя провайдера, а буквы «ru» — домен России.

По мере роста сети стало обременительным держать большие списки имен на каждом компьютере. Для того чтобы решить эту проблему, бы­ла придумана система доменных имен — DNS (Domain Name System). Для СССР был выделен домен «su». После 1991 г., когда республики Союза стали суверенными, многие из них получили свои собственные домены. Однако домен СССР сохранился, ибо просто так выбросить домен из сервера имен нельзя: на основе доменных имен строятся адреса электронной почты и доступ ко многим другим информационным ресурсам Интернет. Поэтому гораздо проще для России оказалось ввес­ти новый домен к существующему домену СССР, чем заменить послед­ний. Таким образом, в России существуют предприятия с доменными именами и СССР, и России.

Вслед за доменами верхнего уровня следуют домены, определяющие либо регионы, либо организации. Далее идут уровни, которые могут быть закреплены либо за небольшими организациями, либо за подразде­лениями больших организаций.

Сетевой протокол устанавливает правила работы компьютеров сети. Стандартные протоколы обеспечивают взаимодействие разных ком­пьютеров на одном языке. Таким образом осуществляется возможность подключения к Интернету разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем. На нижних уровнях ис­пользуются два основных протокола: IP — Интернет-протокол и TCP

— протокол управления передачей. Так как эти два протокола тесно вза­имосвязаны, то часто их объединяют и говорят, что базовый протокол в Интернете — TCP/IP. Все остальные протоколы строятся на их базе. Конечные пользователи глобальной сети

— host-компьютеры. Именно на их основе и функционирует Интернет.

Протокол TCP разбивает информацию на порции, нумерует все порции, чтобы при получении можно было правильно собрать инфор­мацию. Каждый пакет получает заголовок TCP, где, кроме адреса полу­чателя, содержится информация об исправлении ошибок и о последо­вательности передачи пакетов. Затем пакеты TCP разделяются на еще более мелкие пакеты IP. Пакеты состоят из трех различных уровней, каждый из которых содержит: данные приложения, информацию TCP, информацию IP. Перед отправкой пакета протокол TCP вычисляет кон­трольную сумму. При поступлении снова рассчитывается контрольная сумма, и если пакет поврежден, то запрашивается повторная передача. Затем принимающая программа объединяет пакеты IP в пакеты TCP, из которых реконструируются исходные данные. Протоколы TCP/IP обеспечивают передачу информации между компьютерами. Все осталь­ные протоколы с их помощью реализуют дополнительные функции Интернета.

Ресурсы Интернета представлены в настоящее время расширенным составом категорий. Информационные ресурсы Интернета — это вся совокупность информационных технологий и БД, которые доступны при помощи этих технологий. К их числу, например, относятся:

•  электронная почта;

•  система телеконференций Usenet;                                            

•  система файловых архивов FTP (File Transfer Protocol);

•  информационная сеть WWW;

•  информационная система Gopher;

•  информационная система WAIS (Wide Area Information Service);

•  справочные книги Х.500;

•  справочная служба WHOIS.

Доминирующий режим доступа к информационным ресурсам Ин­тернета — on-line. Серверы электронной почты обмениваются информа­цией друг с другом по протоколу SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

Эффективное массовое средство электронных коммуникаций — элек­тронная почта. Любой пользователь Интернета имеет свой почтовый ящик в сети. Если учесть, что через Интернет можно принять или ото­слать сообщения еще в два десятка международных компьютерных сетей, некоторые из которых не имеют сервиса on-line, то становится понятным, что почта предоставляет возможности в некотором смысле даже более широкие, чем просто информационный сервис Интернета. Электронная почта во многом похожа на обычную почтовую службу. Корреспонденция подготавливается пользователем на своем рабочем месте либо с помощью программы подготовки почты, например Out­look Express, либо просто в обычном текстовом редакторе, например Word. Затем пользователь вызывает программу отправки — и сеанс об­мена почтовым сообщением окончен.

Система телеконференций Usenet построена по принципу электрон­ных досок объявлений, когда любой пользователь может поместить свою информацию в одну из групп новостей Usenet, и эта информация станет доступной другим пользователям, которые на данную группу но­востей подписаны.

Система файловых архивов FTP — это огромное распределенное хра­нилище всевозможной информации, накопленной за последние годы в сети. Любой пользователь может воспользоваться ресурсами этого хра­нилища и скопировать интересующие его материалы. Объем програм­много обеспечения в архивах FTP составляет терабайты информации. Кроме программ для ЭВМ в FTP-архивах можно найти стандарты Интернета, пресс-релизы, книги по различным отраслям знаний и многое

другое.

Распределенная гипертекстовая информационная система World Wide Web — самая популярная технология Интернета. Темпы развития этого сервиса очень высоки. Этот режим предоставляет удобный доступ к большинству информационных архивов Интернета. Особенность сис­темы в механизме гипертекстовых ссылок, благодаря которому пользо­ватель может просматривать материалы в порядке выбора этих ссылок [30, 66]. В гипертексте на основе ассоциативной связи организуется не­линейная последовательность записи и чтения информации. Синтез этой концепции и полиморфизма приводит к новой концепции гипер­медиа, в рамках которой между блоками информации, представленной в различной форме (текстовой, графической и других), организуются ассоциативные связи. Эти новые концепции работы с данными дают возможность решить проблемы, связанные с эффективностью процесса получения информации. Многие интерфейсы данной технологии по­зволяют выбирать интересующий материал простым нажатием кнопки мыши на нужном слове или поле графической картинки. Поскольку категория гипертекста имеет хорошую перспективу, рассмотрим эту технологию более пристально.

Исторически сложилось так, что основная масса источников содержит информацию, изложенную в линейной последовательности. Так, на­пример, в учебнике обычно в начале излагаются определения терминов и понятий по определенной проблеме, затем приводится информация концептуального характера, рассматриваются цели, задачи, функции систем определенного класса. Далее даются более детальные характери­стики

— технология функционирования, этапы разработки, критерии и оценка качества системы и др.

Вместе с тем решение экономических, научных, технических, произ­водственных, управленческих задач делает необходимыми анализ и син­тез информации на уровне каких-либо отдельно взятых признаков или фрагментов источников, например оценки состояния не только какой-либо определенной системы, но также и систем различных классов. Та­ким образом, возникает необходимость поиска и получения соответству­ющих сведений на уровне родственных фрагментов текстов, имеющихся в разнообразных источниках.

Один из путей решения подобной задачи — создание гипертекстов как новой и оригинальной разновидности источников информации. В более широком смысле гипертекст может рассматриваться как система источников информации. Гипертекст — это информационный массив, на котором заданы и автоматически поддерживаются ассоциативные связи между выделенными элементами, понятиями, терминами или раз­делами. В гипертексте логические блоки связаны друг с другом в нели­нейной последовательности. Материальная реализация гипертекстов может быть осуществлена посредством традиционных носителей ин­формации, например в виде картотеки, словарей, а также симбиозом средств различных классов, чаще всего с применением ЭВМ, с соответ­ствующим структурированием, форматированием и отображением ин­формации.

Форма существования гипертекста — гиперсреда. Гиперсреда — это комбинированное информационное пространство, с которым взаимо­действует пользователь с помощью ЭВМ. Это пространство включает в себя такие средства, как текст и гипертекст, графику, звуковое сопро­вождение.

Концепция гипертекста состоит в следующем. Какая-либо область знаний (проблема, тема, задача) путем деления (классификации) пере­водится на уровень дискретных знаний в виде когнитивных информа­ционных элементов. Каждый элемент взаимосвязан с другими элемен­тами ИС. Характер связи между элементами задается путем присвоения каждому элементу определенных обозначений. Таким образом, пользователь имеет возможность проводить ассоциативный поиск информа­ции по различным направлениям, менять в интерактивном режиме его стратегию. Элементы гипертекста — это документы и (или) фрагменты документов с описанием проблем, идей, гипотез, резюме, постановок задач, методов, формул, списков источников, таблицами, схемами, ри­сунками и др. Необходимо отметить, что гипертекст становится ГТС, если он соединяется с информацией другого рода — музыкой, картами, чертежами, фотографиями, фильмами. Гипертекстовая система — это способ построения гипертекста для представления информации и управ­ления ею, при котором она реализуется в форме сетей, разнородных по видам информации узлов, объединенных с помощью типовых ссылок.

Эффективность выполнения разнообразных функций ГТС в значи­тельной мере определяется уровнем ее структуры. Структура ГТС в ло­гическом отношении состоит из трех основных подсистем:

1)  текстовая база данных;

2)  семантическая сеть, реализующая связи компонентов текста;

3)  интерфейс пользователя для взаимодействия пользователя и ЭВМ использования текстовой базы данных с семантической сетью.

Текстовая БД может содержать разнородную, как по содержанию так и по форме представления информацию. Это могут быть фрагменты до­кументов, отдельные документы, их совокупности, музыка, фильмы, фо­тографии, чертежи, рисунки, таблицы, карты, графики и др. Документы гипертекстовой структуры иногда называют

«HTML-документы».

В зависимости от способа реализации семантической сети и уста­новления связи между элементами информации гипертекстовая БД мо­жет быть линейного, иерархического и сетевого типов. Разнообразие видов связей и их внутривидовых модификаций реализуется посред­ством системы ссылок, меток, шифров. Каждый логический элемент текста, например записанный на отдельной карточке, имеет соответствующий набор ссылок, определяющий характер и объем его связей с остальными элементами гипертекстовой БД.

Технология создания гипертекста отличается от технологии созда­ния обычного текста. Необходимо прежде всего обеспечение нелиней­ной организации текста, образование механизма связей между его фрагментами и дружественного к пользователю интерфейса. ГТС по своей природе интегрирует средства создания, представления, обмена и аннотирования данных. Для ее создания необходимо определить ти­пы данных (текст; таблицы; мультипликация; черно-белая, полутоно­вая, многоцветная графика и т.д.), систему навигации по тексту и стра­тегию внесения изменений.

Процесс создания ГТС предусматривает четыре этапа:

1)  перевод текста и изображений в машиночитаемую форму;

2)  векторизация, придание соответствующим элементам гипертекс­та форм графических объектов;

3)  форматирование декларативных и процедурных частей докумен­тов, вводимых в ГТС;

4)  организация диалогового поиска, взаимодействия пользователя и ГТС.

Перевод в машиночитаемую форму текста и изображений обычно выполняется с помощью сканирующего устройства. Полученные рас­тровые изображения переводятся в графические объекты в процессе векторизации.

Типичный представитель гипертекста как нового средства записи, хранения представления информации — гиперкарта (HyperCard). Гиперкарта — это набор программных средств, позволяющих пользовате­лю интегрировать информацию в интерактивном режиме. Гиперкарта дает возможность синтезировать разнородную информацию в рамках одной программы, а также связывать информацию на различных картах посредством карт — указателей связей.

Эксплуатируемые в настоящее время ГТС ориентированы на реше­ние разнообразных задач. Так, например, посредством вышеописанной гиперкарты можно моделировать механизм мыслительных операций, отображать концепции, гипотезы, ассоциации в виде специфических способов организации и использования информации. На базе ППП гиперкарты фирма Apple Computer создала библиотечную систему «Путешествие по библиотеке». Система построена в виде демонстрации последовательности экранов, содержащих различную информацию.

На базе пакетов ППП гиперкарты создана ГТС Metareference, предна­значенная для автоматизации семинарской работы студентов. В систему вводятся и обрабатываются три вида информации: библиографические описания первоисточников, тексты рефератов студентов и замечания по рефератам. При обращении к системе экран дисплея делится на два окна: в одном отображается анализируемый текст, а в другом можно просматривать дополнительную информацию по теме реферата. Управ­ление информацией в окне осуществляется путем выбора курсором управляющих символов на экране. Система позволяет просматривать документы, корректировать их, добавлять замечания студентов по ре­фератам. Пользуясь системой, любой из студентов может ознакомиться с текущим состоянием обсуждения, имеющимися рефератами и замеча­ниями по ним, использованными первоисточниками и др.

Гипертекстовая технология работы с документами и БД непрерывно развивается. Вместе с тем в настоящее время в Интернете возникают и новые средства отображения документов. В 1999 г. компания W3C (www.w3c.org) приняла новый стандарт хранения и структуризации ин­формации — XML. Технология XML главным образом предназначена для обмена информацией между неоднородными компьютерными сис­темами, а также может быть использована для создания открытых БД. В том же году была также принята на вооружение технология XSL, ко­торая позволяет трансформировать XML-документы в другие типы че­рез шаблонные описания. Посредством XSL можно извлечь определен­ные документы из XML-базы и трансформировать их в HTML-поток для пользовательского браузера.

Таким образом, наиболее гибким и перспективным вариантом раз­работки шаблонов представления электронных документов будет созда­ние шаблонов на языке XSL, а не HTML. Кроме того, XSL в отличие от HTML позволяет разделить данные и функциональную структуру. При изменении документов существенно уменьшается вероятность ухудше­ния работоспособности системы в целом.

На веб-сайте W3C также можно найти информацию о такой весьма полезной технологии, как технология RDF (Resource Description Frame­work). RDF — это оболочка описания ресурсов, хранящихся на веб-стра­нице. Она обеспечивает улучшенный обмен машиночитаемой докумен­тации между веб-системами. Стандарт RDF предназначен в основном для автоматизированных систем поиска документов.

В последнее время для обеспечения лучших эргономических свойств документов, содержащих экономическую информацию, стали активно применяться графические средства. Особенно эффективны они оказа­лись в системах презентационного и рекламного характера. В настоящее время наиболее интенсивно развивается так называемая Flash-техноло­гия. Средства этой технологии позволяют разрабатывать оригинальные графические документы, пользовательские интерфейсы с включением анимации, видео и звука. На Flash можно создавать полноценные муль­тимедиа приложения, в результате чего создание презентационных ма­териалов различных фирм и товарной продукции становится относи­тельно простым.

Существенное развитие ГТС получили в результате реализации пя­той рамочной программы Европейского союза «Технология информа­ционного общества» [66]. Она была рассчитана на 1998—2003 гг. и имела  общий бюджет 3,6 млрд. евро. В этой программе предусматривались че­тыре исследовательских направления:

•  системы и службы для граждан;

•  новые формы и способы работы и электронной коммерции;

•  содержание и средства мультимедиа;

•  важные технологии и инфраструктуры.

Можно сказать, что ПС и система универсальных адресов дает воз­можность использования практически всех информационных ресурсов Интернета. Многие фирмы взяли WWW на вооружение для электронно­го представления своих информационных материалов — прайс-листов продукции, рекламных сообщений, новых изданий, электронных вер­сий журналов и др. В системе WWW существует большое количество различного рода каталогов, которые позволяют ориентироваться в сети. Кроме того, пользователи могут иметь доступ даже к удаленным про­граммам, смотреть фильмы по сети. Такой сервис не обеспечивается другими информационными системами Интернета.

Система Gopher еще одна распределенная ИС Интернета. В основу ее интерфейсов положена идея иерархических каталогов. Внешне Gopher выглядит как огромная файловая система, которая расположена на ма­шинах сети. Первоначально Gopher задумывался как информационная система университета с информационными ресурсами факультетов, кафедр, общежитий и т. п. В России Gopher-серверы не так распростра­нены, как во всем мире; профессионалам больше нравится WWW

Система WAIS— распределенная информационно-поисковая систе­ма Интернета. В основу этой системы положен принцип поиска инфор­мации с использованием логических запросов, основанных на приме­нении ключевых слов. Пользователь проводит поиск по всем серверам WAIS на наличие документов, соответствующих запросу. Система ши­роко применяется в других информационных сервисах Интернета, например в WWW и Gopher, как поисковая машина. Наиболее извест­ным проектом, где была применена WAIS, является электронная версия энциклопедии «Британию».

Система X. 500 — европейский стандарт для компьютерных справоч­ных служб. БД Х.500 содержат информацию о пользователях сети, их электронные и обычные адреса, идентификаторы и реальные имена, должности и места службы. Кроме того, в них хранится информация не только о физических лицах, но и об организациях. В последнем случае дается краткое описание основных направлений их деятельности.

Система WHOIS — служба, аналогичная по назначению системе Х.500, но это детище Интернета. WHOIS — распределенная система, поэтому если не указан адрес конкретного сервера запросы отправля­ются по всему множеству серверов WHOIS в Интернете.

Эффективность практического применения ресурсов Интернета во многом определяется средствами поиска и доступа к нужной информа­ции. В сети существуют несколько типов информационно-поисковых систем:

•  по каталогам, формируемым на основе информации веб-страниц;

•  поиск по ftp-адресам;

•  поиск посредством других поисковых систем.

Как правило, страницы рассортированы по каталогам Интернета. Если пользователя интересует не отдельная страничка или сайт, а опре­деленная тематика, например учет материальных ресурсов, необходимо войти в раздел «экономика» и в рамках этого раздела включать средства поиска. Самые популярные поисковые системы в российской части Ин­тернета — это Rambler Chttp: //rambler.ru). Yandex (http://www.vandex.ru). List.ru (http://www.list.ru). http://www.spilog.ru и др.

Поисковые системы существуют не только для WWW. Собственные поисковые машины имеются и для серверов FTP. Так, например, посред­ством этого класса АИПС (http://www.filez.com. http: //www.whowhere.com) можно найти электронный адрес человека. Через сервера FTP удобно искать и скачивать программные продукты, предоставляемые фирмами на определенных условиях, иногда бесплатно.

В настоящее время существует много поисковых систем. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. В последнее время появились небольшие поисковики третьего типа — мультипоисковые машины. За­дача этого класса систем включить в поиск ресурсы всех имеющихся АИПС, а затем по результатам поиска отсортировать дублирующиеся сведения. По такому принципу в российском Интернете работает «Бу­ки» (http: //rinet.ru.buki). Такие системы способны одновременно рабо­тать с 10—20 АИПС. К числу российских мультипоисковиков относится Диско-искатель (http://www.disco.ru/dfrus.htm). которая может рабо­тать с российскими и зарубежными серверами.

 

4.7. Сетевые информационные технологии

электронной коммерции

В последние годы в число перспективных направлений сетевых ин­формационных технологий вошли системы электронной коммерции [11, 12]. Еще недавно система Интернет рассматривалась лишь как гло­бальное средство представления информации. Однако уже сейчас эта сеть активно используется многими компаниями как оперативное сред­ство связи. Речь идет как о связи внутри одной корпорации, так и об об­мене информацией между разными фирмами, имеющими деловые свя­зи. Подобное использование Интернета позволяет оптимизировать информационные потоки, ускорить и сделать более качественным про­цесс ведения самого бизнеса. Другая активно применяемая модель биз­неса в сети связана с использованием Интернета как средства массовой коммуникации для распространения сведений о фирме, ее продукции и услугах, в качестве средства маркетинговой политики.

Электронная коммерция. В настоящее время интенсивно развивают­ся различные формы электронной коммерции. Это наиболее перспек­тивный вариант ведения сетевого бизнеса. Одна из распространенных форм электронной коммерции — организация торговли своей продук­цией в сети путем создания виртуального магазина.

Виртуальный магазин — это представление предприятия в Интерне­те путем создания  веб-сервера. Основная цель организации веб-сервера заключается в продаже товаров и услуг другим пользователям Интерне­та. Посетитель такого магазина посредством гипертекстовых ссылок, используя многочисленные мультимедийные возможности, может по­лучить в полном объеме информацию о продукции и сделать заказ. Виртуальный магазин должен иметь доменный адрес, как и любой дру­гой веб-сервер, он состоит из целого ряда гипертекстовых страниц, часто с мультимедийными элементами.

Виртуальные магазины во многом схожи с обыкновенными торговы­ми центрами, однако при этом имеют ряд неоспоримых преимуществ. Как в любом магазине, здесь обязательно должен присутствовать торго­вый зал, где покупатель может спокойно просмотреть всю интересую­щую его информацию о товарах. При наличии широкого ассортимента товаров имеет смысл разложить товар по отдельным страницам, чтобы пользователям было легче ориентироваться. Пользователь должен иметь возможность узнать о заинтересовавшем его продукте все, что ему нуж­но. Это основной принцип, из которого следует исходить при создании виртуального магазина. Некоторые из таких магазинов организованы таким образом, что покупатель, прежде чем принять окончательное ре­шение о покупке, может осмотреть товар со всех сторон, узнать все воз­можные параметры вплоть до звука его работы и даже его запаха (в 2004 г. успешно прошли эксперименты передачи запаха по каналам связи).

Выбрав в виртуальном магазине товар и узнав его стоимость, поку­патель может, перейдя по ссылке на другую страницу, заказать его и по­лучить счет. При оплате заказанного товара можно воспользоваться кредитной карточкой. Однако существуют определенного рода опасе­ния, что информация о номерах и персональных кодах кредитных кар­точек может стать добычей сетевых злоумышленников — хакеров. Проблема безопасности сети, тормозящая развитие всего сетевого биз­неса, уже сейчас с успехом решается с помощью различных способов и схем шифрования информации, передаваемой по Интернету.

Для лучшей реализации идеи виртуального магазина необходимо также разместить информацию о фирме, посвятить один из разделов сервера партнерам, как существующим, так и потенциальным, где будет размещаться вся необходимая и оперативная информация для налажи­вания эффективных контактов.

Виртуальная коммерция способствует улучшению конкурентных позиций фирмы. Так как в сферу ее деятельности попадает фактически территория всего земного шара. К тому же виртуальный магазин, рабо­тая 24 часа в сутки, способен быстро и адекватно реагировать на запро­сы пользователей, у которых поиск нужной информации занимает все­го несколько секунд. Необходимо также отметить значимость сети как эффективного маркетингового инструмента. Любой посетитель может заполнить предложенную ему анкету. Таким образом, можно без особых затрат изучить потенциального покупателя, круг его интересов и в даль­нейшем учесть полученные результаты при ведении как реального, так и виртуального бизнеса.

Одним из наиболее значимых факторов распространения виртуаль­ной торговли следует считать относительно низкие издержки. Это каса­ется, во-первых, процесса организации самого виртуального магазина или веб-сервера, который оказывается более дешевым, чем процесс ор­ганизации обычной торговой точки, причем виртуальный магазин мо­жет обслуживать гораздо более широкий круг покупателей; во-вторых, снижаются затраты на продвижение и торговлю товарами и услугами. Так, для нормального функционирования веб-магазина необходимо существенно меньше работников, поскольку большинство их функций берет на себя непосредственно программа.

Торговля информацией — одна из старейших форм коммерции в сети. Среди всего объема информации 30—40 % посвящено бизнесу и финан­сам. Можно выделить несколько вариантов предоставления информа­ционного сервиса по бизнесу и финансам.

Во-первых, следует отметить существование каталогов и справочных систем по ресурсам в Интернете. Они созданы с целью облегчить рабо­ту пользователей в сети. Интерфейс подобных систем позволяет орга­низовать поиск данных по определенному ключу. Однако предоставле­ние подобного сервиса не следует считать электронной коммерцией, поскольку пользование услугами происходит на бесплатной основе. Среди российских сервисов подобного рода можно отметить россий­ские поисковые системы Aport, Rambler, а также новый проект «Рос­сийский Интернет — рубрикатор ресурсов». Такие проекты чаще всего позволяют получать прибыль за счет большого объема рекламы, разме­щаемой на их страницах, поскольку поисковые системы — одни из са­мых посещаемых пользователями серверов.

Другая форма информационного бизнеса связана с массовым появлением различных печатных изданий в Интернете. Компания-изда­тель организует веб-сервер, на котором размещает материалы печатного издания либо его электронную версию. Основная цель — увеличение числа читателей издания. Для решения данной проблемы обычно приме­няется комбинированный подход. Один из наиболее распространенных вариантов — размещение на сервере дайджеста из информации, опубли­кованной в печатном издании, который мог бы заинтересовать читателя, но в то же время не был бы полной версией материалов, приглашая тем самым ознакомиться с печатным изданием. Одновременно пользователь должен иметь возможность подписаться на издание, перечислив на счет издательства его стоимость.

Кроме того, часто можно подписаться и на электронную версию издания. В этом случае после перечисления необходимой суммы денег на счет издательства пользователь получает определенное имя и пароль, которые необходимо вводить для доступа к информации. Однако, чтобы исключить переход к другому поставщику аналогичной информации, которая предоставляется на бесплатной основе, издательства предос­тавляют наиболее свежую и оперативную информацию на платной ос­нове, в то время как архив выпусков печатного издания делают доступ­ным для любого пользователя.

Практически все российские информационные агентства имеют свое представительство в сети: ИТАР-ТАСС, РИА-новости, Нацио­нальная служба новостей и др. Многие газеты размещают в сети элек­тронные версии своих изданий. В последнее время также стали появ­ляться принципиально новые средства массовой информации. Первым среди них стал общедоступный Интернет-сервер АКДИ «Экономика и жизнь» (www.akdi.ru), который зарегистрирован в Госкомитете РФ по печати и специализируется на предоставлении информации и консуль­таций в сети по экономическим, финансовым, правовым вопросам.

Наиболее фундаментальные электронные издания в сети — реали­зованные в технологии WWW аналоги крупных печатных изданий — гипертекстовые книги, энциклопедии. В качестве примера можно при­вести реализацию в виде гипертекстовой мультимедийной энциклопе­дии одной из старейших энциклопедий мира — «Британию». Доступ к ней платный, однако предоставляется возможность недельного бес­платного пользования энциклопедией для ознакомления с работой си­стемы.

Еще один вариант информационной коммерции в сети — предостав­ление

бизнес-информации. Это могут быть котировки ценных бумаг, курсы валют, цены на биржах, оперативные новости. В последнее время организуются специальные ИС, или бизнес-службы.

Технология платежных средств в Интернете. Маркетинговый потен­циал сети Интернет растет с увеличением количества пользователей WWW, с одной стороны, и организаций, заинтересованных в размеще­нии коммерческой рекламы в Интернете, — с другой.

Однако возможности делового использования глобальных цифро­вых коммуникаций не ограничиваются размещением рекламы. У по­тенциального покупателя должна быть возможность приобретения то­вара. Со временем возможность расчетов и платежей с использованием компьютерных сетей публичного доступа превратилась из теоретичес­кой проблемы в разряд практических задач. В основе всех предлагаемых сегодня систем расчетов и платежей с использованием Интернета лежат довольно развитые криптографические технологии обеспечения кон­фиденциальности информации и аутентичности пользователей.

Предложенные на сегодня средства электронных расчетов можно разбить на три категории: суррогатные расчетные средства, чеки и пла­стиковые карточки, электронная наличность.

Цифровые купоны и жетоны — суррогатные расчетные средства в се­ти

— предлагаются сегодня несколькими компаниями, из которых на­иболее известны First Virtual Holdings и Software Agents. Для оплаты товара у продавца клиент приобретает у банка последовательности сим­волов на некоторую сумму жетонов. Оригинальность алгоритма генера­ции и уникальность каждого жетона гарантируется банком. При продаже товара продавец возвращает жетоны в банк в обмен на соответствующую сумму за вычетом комиссионных. При этом на банке лежит обязанность контролировать правильность поступающих жетонов, проверяя их нали­чие в регистре исходящих, и их единичность, проверяя их отсутствие в регистре входящих. Стороны могут использовать криптографические средства защиты информации с открытыми ключами, чтобы избежать перехвата жетонов. Такая схема проста в реализации и эксплуатации. Однако правовой статус сделок с использованием таких суррогатов оста­ется неясным, равно как и фискальные обязанности клиентов, приоб­ретающих товары и услуги у торговцев, находящихся под другой юрис­дикцией.

По другому пути пошла компания Cyber Cash, которая первой пред­ложила технологию расширения несетевых расчетных систем. Эта тех­нология позволяет использовать пластиковые карточки для расчетов в сети. Предлагаемое этой компанией программное обеспечение использует криптозащиту с открытым ключом для конфиденциальной передачи данных о пластиковой карточке от покупателя к торговцу. Тех­нология основана на идее электронной (цифровой) наличности — пла­тежного средства, которое объединило бы удобство электронных расче­тов с конфиденциальностью наличных денег.

В Интернете представлены две технологии, реализующие эту идею. Компания Mondex предлагает сетевую версию электронного кошелька, реализованную в виде аппаратно-программного комплекса. Компания DigiCash представила технологию сетевых электронных денег (ecash) в программном варианте. В основе технологии лежит тот же прием криптозащиты с открытыми ключами. Эмитент электронной наличности (банк) имеет, кроме обычной пары ключей, аутентифицирующей его, последовательность пар ключей, в соответствии с которыми ставятся номиналы «цифровых монет». Снятие наличных со счета производится следующим образом. В ходе сеанса связи клиент и банк (точнее, их про­граммы-представители) аутентифицируют друг друга. Затем клиент генерирует уникальную последовательность символов. Процедура заклю­чается в преобразовании последовательности символов путем ее «умножения» на случайный множитель (blinding factor). Затем клиент «закрывает» полученный результат открытым ключом банка и отправ­ляет «монету» в банк. Банк «раскрывает» «монету», используя свой сек­ретный ключ, «заверяет» ее электронной подписью, соответствующей номиналу «монеты», «закрывает» ее открытым ключом клиента и воз­вращает ее клиенту, одновременно списывая соответствующую сумму с его счета. Клиент, получив «монету», «открывает» ее с помощью свое­го секретного ключа, затем «делит» ее символьное представление на за­помненный случайный множитель и сохраняет результат в «кошельке». Теперь банк может принять только однократно эту «монету» от кого бы она ни поступила.

Для вложения наличности клиент просто связывается с банком и от­правляет ему полученную «монету», закрыв ее открытым ключом банка. Банк проверяет, не была ли она уже использована, заносит номер в ре­гистр входящих и зачисляет соответствующую сумму на счет клиента. Сделка между двумя клиентами предполагает лишь передачу «монеты» от покупателя к продавцу, который может либо сразу внести ее в банк, либо принять ее без проверки. Вместе с «монетой» передается некото­рая дополнительная информация, которая сама по себе не может по­мочь идентификации плательщика, но в случае попытки дважды ис­пользовать одну и ту же «монету» позволяет его обнаружить.

Использование blinding factor и составляет суть приема «слепой под­писи» в дополнение к обычному методу криптозащиты с открытыми ключами. Благодаря использованию «слепой подписи» банк, будучи не в состоянии накапливать информацию о плательщиках, сохраняет воз­можность следить за однократным использованием каждой «монеты» данным клиентом и идентифицировать получателя каждого платежа. Подобная логика взаимодействия сторон обеспечивает одностороннюю безусловную конфиденциальность платежей. В этой технологии покупатель не распознается даже при злом умысле продавца и банка. В то же время покупатель при желании может идентифицировать себя сам и доказать факт осуществления сделки, апеллируя к банку. Такая логика призвана воспрепятствовать криминальному использованию электрон­ной наличности.

 

4.8. Интеллектуальные информационные технологии

в экономической деятельности

В экономической деятельности приходится решать разнообразные за­дачи. Достаточно хорошо структурированные задачи решаются на осно­ве программных систем, построенных на формализованных моделях. Од­нако не всегда и не везде экономические задачи можно решить только на строго детерминированных принципах. Существует класс задач, при ре­шении которых операторы управления, как правило, вынуждены при­бегать к так называемым интуитивным, или эвристическим, решениям. Эти решения основаны на нечетких алгоритмах. Решения, получаемые при этом, неоптимальные в математическом смысле, тем не менее учи­тывают сложную природу взаимосвязи реальных объектов, процессов и их элементов между собой и внешней средой. Поэтому синтез моде­лей объектов или процессов, которые учитывают еще и профессиональ­ные знания (опыт, интуицию) ЛПР, позволяет повысить обоснован­ность принимаемых решений и добиться нового качества управления сложными экономическими системами.

Один из основных путей улучшения качества управления сложными организационными системами — создание ИИТ [12,36,41].

Создание ИИТ связано с решением комплекса проблем синтеза в ЭС. Синтез БЗ

— это не только сложная научная проблема, но и длитель­ный, трудоемкий и слабоструктурированный процесс. До 90 % времени при создании систем с БЗ идет на процесс приобретения и формализа­ции знаний. Эффективность ЭС в значительной степени определяется знаниями, введенными в БЗ. ЭС — это средство информационной тех­нологии, автоматизирующее процесс представления знаний и процедур получения и генерации (вывода) знаний.

Создание и модификация БЗ осуществляются совместными усилиями эксперта и инженера по знаниям. Для этой цели создается интеллекту­альный редактор БЗ. Он представляет собой программу, работающую в диалоговом режиме, который облегчает работу с БЗ. Решатель (блок логического вывода) производит вывод (генерацию) нового знания, т.е. решает поставленную задачу на основе имеющихся в БЗ. При желании пользователь ЭС может получить объяснение того, как была решена за­дача. Для этого в ЭС включают блок объяснений. Взаимодействие с ЭС пользователя происходит при помощи интерфейса пользователя. Цен­тральный блок ЭС — БЗ.

Свойства знаний. Обязательный элемент, определяющий эффектив­ность функционирования любой АИИС — знания. В этих системах нет общепризнанного формального определения понятию «знания». Зна­ния есть особая информация, зафиксированная и выраженная в. языке. Основные типы отношений, определяющие опосредованную связь зна­ний с внешним миром отображаются с позиций семиотики и подчиня­ются ее основным категориям — семантике, синтаксису и прагматике. Таким образом, знания — это не только особая форма информации, но и особая система отношений. В качестве рабочего можно принять следующее определение: знания — это особая форма информации, представляющая собой совокупность структурированных теоретичес­ких и эмпирических положений предметной области, которые обладают определенными свойствами и связаны синтаксическими, семантичес­кими и прагматическими отношениями. Грань, отделяющая информа­цию от знаний, условна. Признается, что знания имеют пять важных свойств, позволяющих считать их таковыми: внутренняя интерпретиру­емость, рекурсивная структурируемость, взаимосвязь единиц, наличие семантического пространства с метрикой и активность.

В настоящее время не создано баз знаний АИИС, в которых в пол­ной мере были бы реализованы все свойства знаний. Основные при­чины этого — ограниченные возможности используемых МПЗ, не­полнота знаний ПрО, несовершенство методов приобретения знаний и несоответствие типов используемых знаний и моделей их представ­ления.

Модели представления знаний. Представление знаний в АИИС не только фундаментальное понятие, но и решающий аспект их разработ­ки. Выбор МПЗ важен ввиду их многообразия и размытости критериев выбора. Последствия неудачного решения проблемы представления знаний могут быть катастрофическими. Используемый в АИИС форма­лизм представления знаний определяет характер их получения и накоп­ления. В результате создается БЗ, ориентированная на определенную структуру представления, а не на сущность самих знаний. Таким обра­зом, выбор модели, неадекватной типам знаний, приводит к потере многих существенных деталей прикладной задачи.

Проблемы представления знаний в компьютерных системах реша­ются на трех уровнях:

1) техническом — реализация сложного представления знаний, тре­бующая ЭВМ с чрезвычайно развитой функциональной структурой, которая обеспечивает параллельные вычисления в режиме реального времени;

2)  программном — создание программ, которые обеспечивают вы­полнение всех алгоритмов, необходимых для представления знаний;

3)  концептуальном — выработка концепций, моделей, образующих методологию искусственного интеллекта.

Под представлением знаний подразумевают соглашение о том, как описывать реальную ПрО, в частности понятия и отношения. Иногда такое соглашение называют нотацией. Каждая модель определяет фор­му представления знаний, будучи формализмом, призванным отобра­зить объекты, связи между ними, иерархию понятий ПрО и изменение отношений между объектами. Для решения проблемы представления знаний разработаны разнообразные МПЗ. В системах искусственного интеллекта используются в основном четыре типа МПЗ", логическая, продукционная, семантическая сеть и фрейм.

Логические МПЗ представляют знания в виде формул, которые со­стоят из констант, переменных, функций, предикатов, логических связок и кванторов. Каждая логическая формула дает частичное описание состояния ПрО.

В основе всех логических схем представления знаний лежит понятие формальной системы, которую можно задать четверкой:

 

M=<T,P,A,F>,

где Т— множество базовых элементов (алфавит формальной системы);

Р — множество синтаксических правил, позволяющих строить син­таксически правильные выражения А из Т;

А — множество аксиом (любое множество синтаксически правиль­ных выражений);

F — правила вывода, позволяющие расширять множество аксиом.

Среди реализаций логических МПЗ различают системы дедуктивно­го типа (имеют фиксированную систему правил вывода) и индуктивно­го типа (правила вывода порождаются системой на основе конечного числа обучающих примеров).

В логических схемах синтаксис задается набором правил построения правильных синтаксических выражений, а семантика — набором пра­вил преобразования выражений и разрешающей процедурой, позволяю­щей однозначным образом и за конечное число шагов определить, является ли данное выражение семантически правильным. К достоинствам логических МПЗ относятся: высокий уровень модульности знаний, лаконичность представления, наличие четкого объекта анализа и определение понятия логического вывода. Они позволяют формаль­ным путем получить новые знания. К недостаткам можно отнести чрезмерный уровень формализации знаний, слабая наглядность, трудность прочтения логических формул и сложность их понимания. Кроме того, логические МПЗ имеют технологические ограничения: низкая произ­водительность при отработке знаний, необходимость большой памяти, отсутствие выразительности средств для отражения особенностей ПрО и структурирования знаний, громоздкость при описании больших объ­емов знаний. Чаще всего логические МПЗ применяются в сочетании с другими моделями.

Продукционные МПЗ задаются в виде выражений: «если имеется ус­ловие, то предполагается выполнить действие»; «если имеется причина, то она влечет следствие»; «если возникает ситуация, то предполагается решение». Продукционные модели могут быть реализованы, в частности, процедурно. В процедурных системах присутствуют три компонента: БД, некоторое число продукционных правил (продукций), состоящих из условий и действий; интерпретатор, который последовательно опре­деляет, какие продукции могут быть активированы в зависимости от содержащихся в них условий. В БД хранятся известные факты выбран­ного ПО. Продукционные правила (продукции) содержат специфичес­кие знания ПО о том, какие еще дополнительные факты могут быть учтены, есть ли специфические данные в БД. В АИИС, построенных на использовании продукционных МПЗ, БД представляет собой перемен­ную часть, а правила и интерпретатор не изменяются. Благодаря свой­ству модульности, присущему продукционным МПЗ, можно добавлять и изменять знания (правила, факты). Поэтому продукционные МПЗ применяются в ПО, где нет четкой логики и задачи решаются на осно­ве независимых правил (эвристик). Продукционные правила несут ин­формацию о последовательности целенаправленных действий. Продук­ционные модели благодаря причинно-следственному характеру правил хорошо отражают прагматическую составляющую знаний.

АИИС продукционного типа удобна, если решается небольшая задача. С увеличением объема знаний эффективность такой АИИС снижается.

Семантические сети МПЗ основываются на результатах изучения ор­ганизации долговременной памяти человека. Характерная особенность семантических сетей в том, что они для образования своей структуры используют два компонента — вершинам сети соответствуют понятия (объекты, события, процессы, явления), а дугам, их соединяющим, — отношения, связи между понятиями.

В зависимости от структуры узлов и характера отношений между ни­ми различают следующие сети: простые и иерархические, однородные и неоднородные. Последние делятся на функциональные сети, сцена­рии и семантические сети.

В семантических сетях знания представлены в терминах естествен­ного языка и естественных отношений между ними (элемент-класс, класс-подкласс, функциональные дуги). Основные общие характерис­тики сетей следующие:

•  описание объектов производится на естественном языке;

•  все знания накапливаются в относительно однородной структуре

памяти;

•  на сетях определяются унифицированные отношения между объектами, которым соответствуют унифицированные методы вывода;

• методы вывода в соответствии с запросами определяют участки семантического знания, имеющего отношение к поставленной за­даче;

• аппарат вывода определяет процедуру понимания запроса и соот­ветствующую цепь выводов по решению задачи.

К достоинствам семантических сетей можно отнести: логическую гибкость, полученную благодаря наличию свойств ассоциативности и иерархичности; гармоничность и естественность сочетания деклара­тивного и процедурного, синтаксического и семантического знаний; наглядность отображения объектов, связей, отношений в силу прису­щей им возможности графической нотации; лучшую читаемость и понимаемость знаний; высокую степень структуризации знаний. Среди недостатков следует выделить: сложность и трудность разработки алго­ритмов анализа семантической сети в силу нерегулярности структуры и большого количества дуг, несущих синтаксическую информацию; пассивность структуры сети, для обработки которой необходим слож­ный аппарат формального вывода и планирования; разнообразие типов вершин и связей, произвольность структуры, требующие большого раз­нообразия процедуры обработки; трудность представления и обработки неточных и противоречивых знаний. В целом семантические сети по­зволяют представлять семантику ПО, а также осуществлять за счет на­личия связей и отношений между понятиями целевую ориентацию и, таким образом, отражать прагматическую составляющую знаний. В связи с указанными недостатками предприняты попытки усовершен­ствования семантических сетей, которые нацелены в основном на орга­низацию процессов обобщения, решение проблемы поиска и повыше­ние изобразительных возможностей сетей.

Фреймовые МПЗ — это особые познавательные структуры, дающие целостное представление о явлениях и их типах. Основной элемент этой МПЗ — фрейм. В общем виде фрейм представляется так:

Фреймы отражают концептуальную основу организации памяти человека. Слоты — это некоторые структурные элементы фрейма, заполнение которых приводит к тому, что фрейм ставится в соответ­ствие некоторому объекту — предмету или явлению. Значениями слота могут быть конкретные данные, процедуры и даже продукции. В качестве слота может быть указано имя другого фрейма. Слот может быть пустым (незаполненным). Из всех ранее рассмотренных МПЗ только фреймам свойственна высокая структурируемость, внутренняя интер­претируемость посредством имен и значений и связность слотов и их значений.

Кроме того, фреймы обладают высокой наглядностью и модульно­стью, объединяют достоинства декларативного и процедурного пред­ставления знаний. Однако фреймы наиболее эффективны при обработке семантической составляющей знаний. У фреймов, как и у семантичес­ких сетей, отсутствуют универсальные процедуры их обработки, что приводит к неэффективному использованию ресурсов процессора и памяти ЭВМ.

Рассмотренные МПЗ — это в некотором смысле разновидности структур данных, хотя эти МПЗ и используются в АИИС для обработки знаний. На основе МПЗ строятся технологии приобретения знаний.

Технология приобретения знаний. Главная задача при построении АИИС

— приобретение знаний. От качества и полноты первоначаль­ных знаний, введенных в БЗ, в решающей степени зависят эффектив­ность работы АИИС и качество решения задач пользователя.

В современных экспертных системах генерация знаний базируется на следующих основных компонентах (рис. 4.8):

•  БЗ;

•  подсистеме приобретения знаний;

•  интерфейсе пользователя;

•  подсистеме объяснения;

•  машине вывода;

•  доске объявлений (рабочая память);

•  подсистеме совершенствования вывода.

Такая структура обеспечивает пользователю возможность наполне­ния ЭС нужными данными и знаниями и проведения консультаций с системой при решении экономических задач. Среда разработки ис­пользуется разработчиком ЭС для введения и представления эксперт­ных знаний. Среда консультации доступна пользователям для получе­ния экспертных знаний и подсказок.

В подсистеме приобретения знаний происходит сбор, передача и преобразование опыта решения экономических задач из определенных источников знаний в компьютерные программы при их создании или расширении. Источники знаний — это эксперты, специалисты, БД, научные отчеты, учебная литература, опыт

пользователей - экономис­тов. Извлечение знаний в силу своей сложности — узкое место в созда­нии и технологии ЭС. Для построения БЗ нужен инженер по знаниям. Он оказывает эксперту методическую помощь в структурировании его знания о ПрО, интерпретирует и интегрирует ответы на вопросы, нахо­дит аналогии, предлагает контрмеры и выявляет затруднения в опреде­лении концептуального уровня задач.

В БЗ содержится все необходимое для понимания, формирования и решения задач. Она содержит два основных элемента: факты (данные) из ПрО и специальные правила, или так называемые эвристики, кото­рые управляют использованием фактов при генерации знаний. Кроме того, БЗ может включать метаправила, т.е. правила о правилах для решения проблем и получения выводов. Эвристики выражают формаль­ные суждения о ПрО. Для ЭС первичный исходный материал — знания, а не факты. Информация БЗ включается в программу ЭВМ в процессе представления знаний.

«Мозг» экспертной системы — машина вывода, или интерпретатор правил. Этот блок — программа ЭВМ, поддерживающая методологию обработки информации из БЗ, получение и представление заключений и рекомендаций посредством формирования и организации последова­тельности процедур, необходимых для решения задачи. Машина вывода состоит из следующих основных элементов:

•  интерпретатор, выполняющий выбранные процедуры с примене­нием соответствующих правил базы знаний;

•  планировщик, управляющий процессом выполнения процедур по­средством оценки эффекта применения различных правил с точки зрения приоритетов или других критериев.

Доска объявлений как область рабочей памяти выделяется для опи­сания текущей задачи посредством специфицированных входных дан­ных. Она используется также для записи промежуточных результатов. Здесь регистрируются текущие гипотезы и управляющая информация. В частности, план (стратегия для решения задачи), повестка (потенци­альные действия, ожидающие выполнения), решения (гипотезы и альтернативные способы действий, порожденные ЭС).

Интерфейс пользователя ЭС играет существенную роль в эффектив­ности решения задач. ЭС имеет лингвистический процессор, который обеспечивает дружественный и проблемно-ориентированный интер­фейс пользователя с ЭВМ. Здесь может использоваться многооконное меню с естественным языком и графикой.

Подсистема объяснения обеспечивает возможность проверки соот­ветствия выводов их посылкам и имеет важное значение как при пере­даче опыта, так и при решении задач. Подсистема объяснения может проследить соответствие и объяснить поведение ЭС, интерактивно от­вечая на вопросы типа: «Как было получено это заключение?», «Почему эта альтернатива была отвергнута?», «Какова последовательность подготовки решения?» и др.

Компонент совершенствования вывода основан на обратной связи. В процессе решения задач ЭС проводит двусторонний диалог с пользо­вателем. Она запрашивает его о фактах, уточняя конкретную ситуацию решаемой задачи. После получения ответов ЭС пытается получить за­ключение. Эта попытка выполняется машиной вывода. Она определяет, какие эвристики необходимо использовать, чтобы установить порядок применения знаний из БЗ. При необходимости пользователь может запросить объяснение ЭС ее заключений. Истинность вывода зависит от метода, который был выбран для представления знаний, полноты БЗ и логического аппарата машины вывода.

Эксперты проводят тщательную работу по накоплению знаний, опы­та, набора правил порождения знаний и др. Это позволяет в дальней­шем анализировать и оценивать успешность принятых решений, мето­дик и средств, задействованных при построении и эксплуатации ЭС. Это приводит к «очищению» знаний, улучшению их представления и выработки, к совершенствованию технологии ЭС в целом.

В осуществлении процесса приобретения знаний принимают учас­тие инженеры по знаниям, программисты и так называемые источники знаний. В роли источников знаний выступают эксперты, факты, при­меры, данные ПрО, в частности учебники, монографии,

статьи, ин­струкции и т.п. Инженеры по знаниям и эксперты в процессе приобре­тения знаний могут выполнять различные функции в зависимости от применяемых методов извлечения, получения и формирования знаний, а также наличия и степени развитости средств автоматизации. Инженер по знаниям выполняет следующие основные функции:

•  управление процессом коммуникации в форме последовательнос­ти содержательных сообщений;

•  переработка сведений, включающая все возможные способы ана­лиза и синтеза информации;

•  идентификация и конструирование понятий, выяснение и фикси­рование их смысла, а также установление отношений между ними и когнитивными элементами;

•  хранение информации путем запоминания, выборки и документи­рования.

Поскольку приобретение знаний и разработка прототипа ЭС — про­цесс трудоемкий и сложный, вполне естественно, что его стремятся максимально автоматизировать. Основная задача автоматизации при­обретения знаний состоит в облегчении труда эксперта и инженера по знаниям. Эта задача может быть решена двумя путями. Первый путь со­стоит в том, что автоматизированной системе может быть передана часть функций по приобретению знаний. Во втором случае эксперт и инженер полностью исключаются из процесса генерации знаний и создания автоматизированной системы приобретения знаний.

Применение автоматизированных систем приобретения знаний по­зволяет реализовать одну из трех стратегий получения знаний. В рамках первой стратегии основные функции по актуализации и формированию знаний выполняет эксперт, обращаясь при этом за помощью к АИИС. Благодаря этой помощи эксперт структурирует, систематизирует и фор­мализует свои знания, используя некоторые средства формализации.  В результате получаются готовые формы знания для непосредственного кодирования и ввода в БЗ. Такая стратегия позволяет исключить инже­неров по знаниям из технологической цепочки приобретения знаний и все их функции возложить на автоматизированную систему.

В рамках второй стратегии получения знаний ведущая сторона в диалоге

— автоматизированная система. По ответам эксперта АИИС конструирует готовые формы знания и затем передает их в другие ком­поненты АИИС для включения в состав БЗ. Инженер по знаниям пол­ностью исключается из рассмотренной технологической цепочки полу­чения знаний.

Третья стратегия приобретения знаний связана с исключением из классической технологии и инженера по знаниям, и программиста. Заполнение знаниями таких АИИС может быть осуществлено без изме­нения механизма логического вывода с помощью редактора знаний. Основная функция редактора знаний — возможность заполнение БЗ нужными знаниями самим экспертом.

Методы приобретения знаний. Рассматривая методы приобретения знаний, будем использовать следующие термины: извлечение, получе­ние, формирование, приобретение знаний и обучение БЗ. Под извлече­нием знаний понимают процесс приобретения материализованных знаний из текстологических источников информации с помощью неко­торой совокупности методов и процедур, позволяющих переходить от знаний в текстовой форме к их аналогам, адаптированным для ввода в БЗ АИИС. Получение знаний — это процесс приобретения вербали­зуемых и невербализуемых знаний эксперта, основанный на использо­вании непосредственно им самим или инженером по знаниям приемов, процедур, методов и инструментальных средств. Формирование зна­ний — это процесс автоматического приобретения системой искус­ственного интеллекта или инструментальным средством нового и по­лезного знания из исходной и текущей информации, которое в явном виде эксперты не формируют. Под приобретением знаний понимается процесс, основанный на переносе знаний из различных источников в БЗ путем использования различных методов, моделей, алгоритмов и средств. Понятие «получение знаний» соотносится с понятиями «из­влечение», «приобретение», «формирование знаний» как целое—часть. Обучение БЗ — это процесс ввода (переноса) приобретенных знаний в АИИС на основе применения совокупности методов, приемов и про­цедур в целях ее заполнения, расширения и модификации. Термин «обучение» рассматривается как свойство БЗ, совокупность методов, приемов и процедур ввода знаний в БЗ и процесс переноса знаний в АИИС. Большинство методов извлечения и получения знаний осно­вано на прямом диалоге с экспертом.

Методы извлечения знаний состоят из текстологических методов и методов автоматической обработки текстов. Текстологические методы предназначены для получения инженером по знаниям знаний из мате­риализованных источников. Текстологические методы, несмотря на их простоту, наименее разработаны. Эти методы основываются не только на выявлении и понимании смысла текста, но и на выделении базовых понятий и отношений, т. е. формировании семантической (понятий­ной) структуры ПО.

Компрессия текста служит методологической основой для исполь­зования текстологических процедур извлечения знаний. Текстологиче­ские методы самые трудоемкие и применяются, как правило, на началь­ном этапе создания АИИС. Значительное развитие получили методы извлечения знаний, применяющие современные информационные тех­нологии, в частности гипертекстовые технологии.

К методам получения экспертных знаний можно отнести и комму­никативные методы (пассивные и активные), основанные на прямом диалоге экспертов и инженеров по знаниям как без использования АИИС, так и с их применением при использовании психосемантики и тестирования БЗ. Коммуникативные методы получения знаний рассматриваются как разновидности интервьюирования. Они отличаются своей низкой эффективностью. Так, при непосредственном взаимодействии инженера по знаниям и эксперта теряется до 76 % информации. Один из путей совершенствования процесса приобретения знаний состоит в разработке методов, позволяющих передать часть функций, выполня­емых инженером по знаниям, самому эксперту или АИИС.

Трудности извлечения знаний из текстовых источников и получе­ния их от экспертов стимулировали развитие методов формирования знаний, известных как «методы машинного обучения». Для развитых АИИС способность обучаться, т.е. самостоятельно формировать новые знания на основе текущих знаний и собственного опыта решения при­кладных задач, — это их существенная характеристика. Методы форми­рования знаний лежат в основе автоматических систем приобретения знаний. Автоматические системы формирования знаний являются предпочтительными, так как снижается время приобретения знаний, уменьшается вероятность ошибок в них. Следует отметить, что фунда­мент формирования знаний — индукция, которая лежит в основе полу­чения общих выводов из совокупности частных утверждений. Поэтому главная проблема, которую необходимо решить по мере развития мето­дов, — как от набора частных случаев перейти к их обобщению.

Основное направление повышения эффективности процесса пред­ставления знаний — его автоматизация. Процесс приобретения знаний поглощает от 50 до 90 % общего времени и ресурсов, затрачиваемых на построение АИИС. Одновременно применение оболочек уменьшает стоимость генерации единицы знания примерно в 10 раз. Однако при­меняемые АИИС, в частности ЭС, дают значительный выигрыш по ресурсо-затратам в зависимости от сферы их применения. Так, например, в проектировании они повышают производительность труда в три— шесть раз; ускоряют поиск неисправностей в технических системах в 5—10 раз; в профессиональной подготовке снижают затраты времени в 8—12 раз.

ЭС, применяемые в финансовой области. ЭС находят все большее применение в коммерческой деятельности, позволяя аккумулировать знания дорогостоящих экспертов и использовать эти знания неодно­кратно. ЭС служат в качестве автоматизированных помощников при страховании, кредитном обслуживании и управлении портфелями ценных бумаг, финансовом планировании, оценке риска, аудиторских и ре­визионных проверках.

Характерная особенность ЭС, применяемых в финансовой области, — их гибридность, т. е. они используют парадигмы, базирующиеся на правилах, однако тесно интегрированы с обычными аналитическими средствами и БД. Например, экспертная система Management Advisor (консультант менеджера), разработанная фирмой Palladin Software Inc. помогает менеджеру в планировании коммерческих операций. Система включает, кроме БЗ, электронную таблицу, БД и графические програм­мы с возможностью использования мыши. Сеанс работы представляет собой последовательность итеративных действий, которая состоит из базового решения, его оценки, различных модификаций, сообщения о пересмотре и принятии решения и выполнения дальнейшей итерации. В процессе итерации пользователь может проследить влияние каждого элемента управления и сделать необходимые корректировки с помощью диалога или сообщений.

ЭС Lending Advisor (консультант кредитора) разработана фирмой Syntelligence. В разработке программы принимали участие сотрудники Вашингтонского банка. Основное ее назначение — помощь менеджерам, занимающимся кредитами, в анализе коммерческих займов и структу­ризации соответствующих пакетов займов. Система представляет собой большую многопользовательскую настраиваемую ЭС, которая оценивает коммерческие применения займа, уровень потенциального риска, связанного с займом и подсказывает оптимальную структуру займов. Кроме того, система пересматривает существующие займы.

ЭС Underwiting Advisor (гарантирующий консультант) оценивает риск в страховании для определения калькуляции цен. Эта система может использоваться в коммерческой сфере для подсчета стоимости работ­ника с оценкой его страховки — при страховании моряков внутренних  морей, страхования общей ответственности и в коммерческом авто-страховании. Система разработана тремя партнерами: American Inter­national Group Inc., Saint Paul Companies Inc., Fireman's Fund Insurance Companies. Эта система оценивает коммерческие страхования, опреде­ляя типы и уровни риска и позволяя страховым агентам проводить оценку на основе полной информации и уточнять решение при каждом риске. По некоторым оценкам, внедрение этой системы принесло стра­ховым компаниям США около 100 млн долл. годового дохода.

ЭС EXPERTAX разработана известной нью-йоркской фирмой Coopert and Lybrand (имеет отделение в Москве). Она готовит рекомен­дации ревизорам и налоговым специалистам в подготовке финансовых деклараций и расчетов по налогам. Система имеет форму живого вопро­сника, который побуждает пользователя собирать информацию, зада­вать только относящиеся к делу вопросы. Процесс управляется пользователем, который решает — отвечать ли на вопрос, спросить, почему он был задан, или пропустить его. После того как система получает доста­точно детальную информацию о проблеме, она структурирует свой поиск так, чтобы минимизировать его, исключив излишние пути, и загрузить в память только те части БЗ, которые будут использованы. БЗ системы отражает опыт свыше 20 экспертов в области налогов и ауди­торской проверки и накапливает информацию в более чем 1 тыс. легко поддерживаемых фреймах двух типов. Фреймы вопросов определяют вопросы, ответы, предварительные условия и правила для управления диалогом; фреймы сообщений определяют, что должно быть отображе­но на экране, что помещено в итоговый отчет. Отчет используется для подготовки окончательного расчета налогов и выдачи рекомендаций клиентам по планированию налогов.

Пример системы для автоматизации офиса — ЭС Letter of Credit Advisor (письмо консультанта по кредитам), разработанная фирмой Helix и Национальным американским банком для помощи клерку в под­готовке и оплате кредитных писем.

В экспортно-импортных операциях кредитное письмо — базовый документ. Эти операции при сделке обыч­но оговариваются особо. Система содержит правила, находящие разногласия в документации, связанной с этими операциями. После ответа на свой запрос пользователь вводит информацию о кредитном письме и смежных документах. Система проверяет информацию на отсутствие разногласий. При их отсутствии готовится документация к оплате.

В задачах автоматизации офиса приемлемы небольшие по размеру ЭС. Они становятся интеллектуальным подспорьем в офисной работе. Эти системы позволяют быстро менять БЗ, реструктурировать их при необходимости и представлять в удобном для эксплуатации формате — электронная таблица, естественный язык, меню-окна и др.

Система XCON создана в научно-исследовательском компьютерном центре университета Карнеги-Меллон для решения задач по оказанию консультационной помощи при выборе конфигурации компьютера. Ес­ли покупатель формулирует то, что ему нужно, то ЭС подбирает опреде­ленные характеристики и параметры полного набора компонентов и проводов конфигурации компьютера. Требования заказчика вводятся в ЭВМ, на выходе выдается диаграмма, описывающая компоненты компьютера и связи между ними. На основе этой диаграммы и собира­ется необходимый для заказчика компьютер. Известно, что эта ЭС обеспечивает фирме DEC около 2 млн долл. в год.

Пример отечественной ЭС, использующей знания опытных экспер­тов для решения кадровых вопросов, — инструментальная интеллекту­альная система психологических исследований PSY, разработанная спе­циалистами ВНТК «Сайнтекс» (Москва). Данная система используется руководителями учреждений, менеджерами, работниками кадровых служб и психологами для проведения профессионального и психологи­ческого отбора при приеме на работу, анализа межличностных отноше­ний и психологической совместимости сотрудников, ведения БД по кадрам с учетом личностных характеристик людей. Система позволяет:

•  использовать готовые тесты для психологического обследования — в поставку системы включаются разнообразные тесты, необходимые для определения уровня развития личностных, деловых, социаль­ных и интеллектуальных качеств персонала, отклонений от психо­логической нормы;

•  получать готовые текстовые характеристики по результатам обсле­дования;

•  проводить обработку результатов тестирования, осуществлять под­бор наиболее подходящих кандидатур на конкретные должности с учетом их профессиональных и личностных качеств;

•  создавать и редактировать тесты, анкеты и вопросники — осущест­влять коррекцию вопросов, ответов, шкал, условий и текстов ин­терпретаций, сортировку и статистическую обработку результатов обследований.

Система PSY представляет собой, по сути, гибридную ЭС, включаю­щую, кроме БЗ, обширную БД для хранения тестов и сведений о персо­нале, а также процедуры статистической обработки.

Отображением знаний в системе служит аппарат правил продук­ционного типа. На основе этих знаний формируется характеристика обследуемых. Сюда же входит и анализ особенностей формирования личности на основе биографических данных. ЭС насчитывает около 6 тыс. продукционных правил. Развитый логический аппарат позволяет системе формировать улучшенные тесты для отбора по конкретной специальности на основании профессиональных требований, опреде­ляемых пользователем системы. Система может подстраиваться и кор­ректировать состав тестов для углубленного изучения свойств обследу­емого.

Нейросетевые технологии. В составе технологий интеллектуального уровня определенное место занимают аналитические информационные технологии, которые относятся к классу нейронных сетей. В основе нейронных сетей положены алгоритмы, обладающие способностью са­мообучения на примерах, которые они извлекают из потока информа­ции как скрытые закономерности. Компьютерные технологии нейросетевой структуры работают по аналогии с принципами строения и функционирования нейронов головного мозга человека и способны благодаря этому решать чрезвычайно широкий круг задач: распознава­ние человеческой речи и абстрактных образов, классификация состоя­ний сложных систем, распознавание технологических процессов и фи­нансовых потоков, решение аналитических, исследовательских, производственных задач, связанных с объемными информационными потоками. Будучи мощным технологическим инструментом, нейросе­тевые технологии облегчают специалисту процесс принятия важных и неочевидных решений в условиях неопределенности, ограниченных информационных ресурсов или дефицита времени. Эти важные свой­ства и определили практическое применение нейросетевых технологий.

Интенсивное продвижение на рынок нейросетевых технологий началось в 1990-х гг. Появилось новое поколение систем этого класса, основанное на достаточно мощных, но недорогих и простых в исполь­зовании персональных ЭВМ. Среди систем этого поколения можно на­звать нейросетевой пакет Brain Makerr американской фирмы California Scientific Software. В настоящее время это один из самых популярных нейросетевых пакетов на рынке США. На российском рынке он по­явился в

финансово-кредитной сфере. Финансисты стали довольно широко применять этот пакет в аналитической работе банков. Кроме финансовой сферы пакет начал применяться и в решении задач власт­ных структур.

Одно из достоинств нейронных сетей — их способность адаптиро­ваться к изменениям условий решаемой задачи. Механизм адаптации базируется на идее самообучения. Алгоритм самообучения не требуют каких-либо предварительных знаний о существующих в ПрО взаимо­связях. Здесь надо только подобрать достаточное число примеров, опи­сывающих поведение моделируемой системы в прошлом. Основанная на нейросетях технология не предъявляет повышенных требований к точности входных данных как на этапе самообучения, так и при их применении. Примером может служить распознавание симптомов при­ближения критических ситуаций для краткосрочных, а иногда и долго­срочных прогнозов. Таким образом, нейросетевая технология обладает двумя следующими необходимыми свойствами:

•  способностью обучаться на конкретном множестве примеров;

•  умением стабильно распознавать и прогнозировать новые ситуа­ции с высокой степенью точности даже в условиях внешних помех, например при появлении противоречивых или неполных значе­ний в потоках информации.

В России популярность приобрели системы Brain Maker Professionall и Neuroforester. Работа алгоритма здесь заключается в управлении про­цессом общения на некотором множестве примеров, а также стабиль­ном распознавании новых ситуаций с высоким уровнем точности.

В отличие от Brain Maker Professional в пакете Neuroforester для ре­шения прогнозных задач ряд процедур выполняется автоматически. Например, автоматически выбирается оптимальное число дней для ре­шения прогнозной задачи. Пакет имеет также инструменты для предва­рительной обработки данных: корреляционный анализ, позволяющий определять значимость входных параметров прогноза; анализ с помо­щью масштабных преобразований; диаграмма-распределение зависи­мости прогнозируемой величины от входных параметров. Указанные свойства обеспечивают системе хорошее качество прогноза. Результаты решения задач представляются в удобном графическом виде, что обес­печивает эффективное принятие решений.

Создание нейросетевой технологии имеет свои этапы:

1)  формулировка задачи — один из принципиальных моментов раз­работки технологии. На этом этапе необходимо четко определить, что пользователь хочет увидеть в качестве результата нейросетевой техноло­гии. Это могут быть функция доходности ценных бумаг, доминирующие факторы развития рынка определенной номенклатуры товаров, резуль­таты ревизии портфеля инвестиционных проектов фирмы и др.;

2)  определение и подготовка исходных данных — отбор источников информации, которые наиболее точно и полно описывают процесс ре­шения задачи. Для этого привлекаются специалисты, хорошо знающие ПрО задачи и имеющие достаточный опыт ее решения. При этом необ­ходимо соблюдать равновесие между стремлением увеличить количест­во исходных параметров и вероятностью получить плохо обучаемую сеть, которая будет производить неправильные прогнозы;

3)  физический ввод данных в систему, подготовка файлов для тре­нировки и тестирования системы — формирование того состава ситуа­ций, который поможет аналитику-пользователю при решении задач, и распределение исходных данных по этим ситуациям. Здесь очень важно

выделить степень влияния того или иного параметра на прогнозируе­мую величину. Это соответствие выясняется в виде процедуры «если..., то...; иначе...»;

4) обучение нейросетевой технологии. Система может быть настро­ена на решение разных задач, в частности на прогнозирование времен­ных рядов. Эти ряды могут быть применены для описания финансовых рынков. Средством решения задачи часто становится так называемый генетический алгоритм (Genetic Algoritmus). В реализации задач авто­матической классификации и распознавания образов могут быть при­менены технологии Hopfield и Kohonen. Принципиальная трудность состоит в настройке нейросети на обучающую выборку данных. При настройке следует определить оптимальное число параметров, свойств изучаемых данных, рациональное число соотношения дней ретроспек­тивы и прогноза;

5) тестирование нейросети и ее запуск для получения пробного прогноза. Адекватность обученных нейросетей определяется по тестовой выборке данных. По результатам тестирования выбирается наиболее подходящий состав вариантов. Критерием отбора служит точность и надежность прогноза. В случае неудовлетворительных результатов тес­тирования еще раз анализируется набор входных данных, корректиру­ются некоторые обучающие программы или переопределяется сеть.

Вопросы и задания для самопроверки

1.   Дайте определения понятий «технологический процесс обработки данных АИС», «этап технологического процесса обработки дан­ных АИС».

2.    Назовите основные схемы технологического процесса обработки

данных АИС.

3.    Назовите основные методы программного контроля достовернос­ти и полноты в технологии обработки данных.

4.   Дайте характеристику топологических схем сетей ЭВМ.

5.    Каковы основные элементы структуры ГВС?

6.   Дайте характеристику основных форм электронной коммерции в Интернете.

7.    Назовите МПЗ интеллектуальных информационных технологий.

8.    Назовите основные элементы структуры ЭС.

9.    Каков порядок генерации вывода в ЭС?

10.  Назовите классы экономических задач, при решении которых применяются интеллектуальные информационные технологии.

11.  На каких принципах основаны нейросетевые технологии?