Проектирование информационной системы

Проектирование информационных систем.

Статьи по теме
Искать по теме

1. Анализ информационных потоков в подсистеме ИС

Для описания потоков информации в подсистеме могут использоваться различные графические и матричные методы. После определения перечня задач подсистемы, входной и выходной информации для каждой задачи, анализ информационных потоков целесообразно проводить на основе обобщенной структурно-информационной схемы.

Рассмотрим в качестве примера схему для анализа информационных потоков в подсистеме. На рисунке 1 представлена схема, на которой показана структура и функции отдельных подразделений объекта управления, осуществляющих обработку информации и решение задач подсистемы. Выделены отдельные службы внутри подразделений, указаны их функции и формируемые этими службами документы в процессе обработки информации. Таким образом, на схеме отражаются информационные потоки, взаимосвязи отдельных подразделений в процессе обработки информации при автоматизированном управлении, а также периодичность формирования документов и решения задач. По результатам предпроектного обследования объекта информатизации создается схема для анализа существующего документооборота. После проведения проектных работ создается схема предлагаемого документооборота (предлагаемой информационной системы).

Проектирование информационных систем

Рисунок 1 – Структура и функции подразделений объекта управления

2. Разработка схемы информационной увязки задач подсистемы

Схему информационной увязки задач подсистемы рекомендуется строить по одному из двух принципов:

1) по стадиям управления (планирование, учет, контроль, регулирование);

2) по уровням решения.

Первый принцип применим для подсистем, содержащих все вышеперечисленные стадии управления, например, для подсистемы управления материально-техническим снабжением. Второй – для подсистем, не имеющих этих стадий, например для подсистемы технико-экономического планирования.

Построение схемы информационной увязки по уровням решения заключается в следующем: на первом уровне изображаются задачи, решаемые преимущественно на основе нормативно-справочной информации (нормативно-справочных массивов) и не использующие выходные массивы других задач рассматриваемой подсистемы. На втором уровне располагаются задачи, при решении которых используются как массивы нормативно-справочной информации, так и результирующие выходные массивы задач первого уровня и так далее. Задачи более высокого уровня не могут быть решены, пока не решены задачи нижестоящих уровней. Такая схема в условиях ИС предприятия и организации позволяет разрабатывать программы-диспетчеры, управляющие ходом решения задач с учетом их временных и информационных взаимосвязей. Фрагмент такой схемы изображен на рисунке 2.

Проектирование информационных систем

Рисунок 2 – Схема информационной взаимосвязи задач подсистемы технико-экономического планирования по уровням решения

Здесь 01 – 06 – массивы на магнитных дисках, которым присвоены соответствующие порядковые номера 01 – 06. Все массивы, документы и задачи на схеме должны иметь свои коды.

3. Постановка задачи при проектировании информационной системы

В процессе проектирования ИС определяется перечень задач, который реализует некоторую функцию управления. После этого производится постановка задачи.

На этом этапе определяются следующие характеристики задачи:

1) описание организационно-экономической сущности задачи;

2) описание используемой входной оперативной информации;

3) описание входной промежуточной информации;

4) описание выходной информации;

5) описание нормативно-справочной информации;

6) описание информации, хранимой для связи с другими задачами;

7) описание информации, накапливаемой для последующего решения

данной задачи,

8) описание характеристик реквизитов, используемых в задаче;

9) описание алгоритма решения задачи и блок-схемы решения задачи.

На рисунке 3 представлена технологическая сеть проектирования постановок задач.

Проектирование информационных систем

Рисунок 3 – Технологическая сеть проектирования постановок задач

На рисунке представлены различные технологические операции обработки данных с преобразователями П, под которыми понимаются некоторые методики или машинные алгоритмы преобразования входа в выход.

На рисунке также представлены универсумы, то есть полные перечни возможных значений некоторого компонента технологической операции или полный объем знаний о нем.

Конечная цель реализации сети – формирование раздела технического проекта "Описание постановки задачи"

В процессе выполнения технологической операции с преобразователем П1 создается описание организационно-экономической сущности задачи (документ Д5). При этом определяются основные характеристики автоматизируемой задачи: цель, назначение, содержание задачи и обоснование целесообразности решения задачи. Кроме того, определяются подразделения, которые будут пользоваться выходной информацией; периодичность решения и ограничения по срокам выдачи выходной информации; описание процедур использования выходной информации; требования к организации сбора и передачи входной информации (с указанием сроков ее поступления), к порядку ее контроля и корректировки; условия, при которых прекращается решение задачи автоматизированным способом; связи данной задачи с другими задачами системы обработки данных. Входом операции являются:

документ Д1 – материалы технико-экономического обследования объекта управления;

документ Д2 – техническое задание на проектирование системы;

документ ДЗ – методика расчета показателей;

документ Д4 – положение о структурных подразделениях объекта управления.

Преобразователь П2 разрабатывает формы представления выходной для задачи информации (документ Д7), используемой конечным пользователем и для взаимосвязи с другими задачами. Выходная информация может быть представлена в виде документов, в виде массивов на машинных носителях, в виде видеограмм на экранах дисплеев. По каждой форме выходного сообщения должны быть приведены: идентификатор, описание конкретной формы и требования к ней: периодичность и сроки выдачи; получатели информации. Входом преобразователя П2 являются: документы Д1, Д2, Д4 и документ Д6 -требование ГОСТов к оформлению документов, универсум U1 – описание машинных носителей информации, универсум U2 – унифицированные формы документов.

Преобразователь ПЗ служит для проектирования форм входной информации (документ Д8), включающих формы первичных документов и структуру массивов, в том числе описание нормативно-справочной информации. Входом преобразователя ПЗ являются документы Д1, Д4, Д6.

Преобразователь П4 – разработка алгоритмов решения задачи. Алгоритм должен удовлетворять трем основным требованиям: определенности – однозначности описываемых действий, массовости – пригодности для решения различных вариантов задачи, результативности – приводить к получению искомого результата за конечное число операций. При выполнении преобразователя П4 создается экономико-математическая модель обработки информации по задаче. В результате алгоритмизации дается описание процессов обработки информации в виде основных математических и логических зависимостей (документ Д9). Структура алгоритма может быть довольно сложной, но она разбивается на простые, связанные друг с другом блоки. Входом преобразователя П4 являются документы Д1, ДЗ, Д5, Д7, Д8.

Преобразователь П5 формирует раздел технического проекта "Описание постановки задачи" (документ Д10). Входом преобразователя П5 являются документы Д5, Д7, Д8, Д9.

4. Подходы к выбору комплекса технических средств для проектирования информационной системы

Комплексы задач ИС решаются с применением технических средств, выбранных при проектировании технического обеспечения для ИС в целом или для информационной сети.

Комплекс технических средств (КТС) должен обеспечивать сбор, передачу, хранение, обработку и выдачу всей необходимой производственной информации для всех подразделений предприятия, охватываемых автоматизированной системой, по всему перечню решаемых системой задач управления предприятием. При этом должно быть обеспечено эффективное, в соответствии с определенными экономическими критериями, функционирование ИС.

Применительно к информационной сети комплекс технических средств должен состоять из взаимодействующих КТС отдельных ИС, входящих в состав сети, и технических средств их сопряжения, обеспечивающих решение комплекса задач всех уровней информационной сети. Исходными данными для выбора технических средств являются:

1) характеристики задач, предназначенных для решения в системе;

2) характеристики технологического процесса обработки информации;

3) характеристики выпускаемого оборудования для формирования КТС ИС.

Основными характеристиками задач, которые учитываются при выборе оборудования, являются:

а) носители входной и выходной информации (печатные документы, типизированные бланки, перфокарты, видеограммы и т.д.);

б) объем входной и выходной информации по указанным носителям;

в) объемы вычислительных работ;

г) разрядность входных и выходных слов, используемых при решении задач;

д) скорости обмена данными, например, для ЛВС, Кбайт/сек.

е) формы и способы представления результатов решения задач пользователям;

ж) сроки выполнения работ по решению задач.

К основным характеристикам технологического процесса обработки информации, в значительной степени определяющим выбор оборудования, следует отнести:

а) типы технологических операций, выполняемых при преобразовании информации;

б) количество технологических операций каждого типа, выполняемых для решения задач.

При выборе оборудования следует учитывать назначение и состав комплектов оборудования и его основные характеристики, такие, как:

а) производительность при выполнении технологических операций:

б) надежность работы;

в) степень совмещения во времени выполнения отдельных технологических операций;

г) совместимость работы оборудования различных типов, в том числе ЭВМ;

д) стоимость оборудования:

е) состав и количество обслуживающего персонала;

ж) площадь, требуемая для размещения оборудования;

з) подготовленность персонала.

В настоящее время комплексы задач подсистем ИС решаются с использованием персональных ЭВМ, рабочих или графических станций, объединенных в локальные и глобальные вычислительные сети.

После выбора КТС ИС разрабатывается программа для решения задачи на ЭВМ и проводится ее отладка.

5. Построение контура управления информационной системы

Для расширения функций ИС именно как системы управления (принятия решений) на основе автоматизированной обработки информации и решения задач в подсистеме строится контур управления, при формировании которого используются основные принципы построения систем управления с обратной связью.

В контур управления включаются отдельные подразделения объекта автоматизации, использующие информацию, полученную при автоматизированном решении задач подсистемы. В контуре реализуются функции замкнутых систем управления с обратной связью:

- сравнение требуемых и действительных параметров объекта автоматизации и выявление сигнала рассогласования, анализ рассогласования;

- принятие решений;

- выработка управляющих воздействий, реализация управляющих воздействий и оценка эффективности управляющих воздействии. На схеме контура управления должны быть показаны внешние возмущающие воздействия, действующие на элементы контура.

6. Разработка математической модели объекта при проектировании информационной системы

Математическая модель должна конкретизировать причинно-следственные связи, существующие в объекте и выявленные на этапе предпроектного обследования. Модель должна описывать весь объект или его часть, все его функции или только некоторые, или даже одну функцию. Представляя собой математическое соотношение (соотношения), модель может быть использована для решения следующих задач:

1) нахождения оптимальных планов производства;

2) нахождения наиболее рациональных маршрутов перевозок;

3) определения оптимального уровня запасов;

4) принятия решений организационного управления и др.

Это примеры задач, решаемых с использованием моделей, рассматриваемых в курсе "Исследование операций".

Если в Вашем случае нельзя использовать "классические модели", можно поступить следующим образом.

Для автоматизируемого объекта необходимо выделить свойства, выражаемые количественно. Одни из этих свойств являются первичными и называются параметрами. Их можно представить в виде вектора:

Х(X1,X2,...,Xk)

Другие свойства являются вторичными, их называют характеристиками Характеристики также представляют в виде вектора:

Y(Y1,Y2,...,YL)

Чаще всего параметры – это те свойства, которые интересуют только (или интересуют больше) разработчиков. А потребителей, заказчиков, пользователей в основном интересуют характеристики.

Каждая характеристика, как правило, может быть выражена в виде функции параметров:

Уii12,...,Хk),      i = l,…,n.

Такие соотношения могут служить моделью автоматизируемого объекта или разрабатываемой системы. Исследуя модель методами математического анализа или численными методами, можно выявить:

- степень влияния параметров на характеристики:

- экстремальные значении параметров;

- стратегии принятия решений.

На основе такого исследования можно сформулировать рекомендации для оптимизации (рационализации) функционирования объекта.

Пример.

При исследовании в цифровой управляющей системе дисциплины обслуживания FIFO среднее значение времени ожидания заявок в очереди W определяется формулой:

Проектирование информационных систем

где λi- интенсивность потока заявок типа i;

М – количество типов заявок;

Vi,. среднее время обслуживания заявок типа i;

R – коэффициент загрузки системы заявками всех М типов;

νi, – коэффициент вариации времени обслуживания заявок типа i;

Анализируя эту формулу, можно сделать следующие выводы:

- время ожидания W не зависит от типа заявок;

- при R -> 1, -> ∞,

- значение W минимально тогда, когда Vi, для всех i равны нулю, т.е.

Vi = Const.

7. Патентные исследования и обеспечение охраны интеллектуальной собственности в сфере проектирования информационных систем

В целях определения научно-технического уровня информационной системы и в целях обеспечения правовой охраны своей интеллектуальной собственности рекомендуется:

1) провести патентные исследования применительно к разработанному объекту;

2) выполнить работы по регистрации результатов проектирования в Российском агентстве по правовой охране программ для ЭВМ, баз данных и моделей информационных систем.

В первом случае, проводя патентный поиск, необходимо определить: а) предмет поиска, б) страны (фирмы), по которым целесообразен поиск; в) виды информационных источников; г) класс предмета поиска по международной и национальной классификации; д) необходимую глубину поиска по времени.

Патентные исследования выполняются по Российским и зарубежным периодическим изданиям, проспектам фирм, журналам "Техническая кибернетика", "Автоматика и вычислительная техника", "Вычислительные науки", в глобальной информационной сети Internet и др.

Результаты патентных исследований оформляются в виде справки.

На основе систематизации и анализа отобранной информации составляется справка об анализе патентной литературы. Если в ходе проектирования выдвинуто решение, существенно отличающееся от найденных аналогов, то оформляется заявка на предполагаемое изобретение, полезную модель и др.

Во втором случае изучается закон Российской Федерации о правовой охране программ для ЭВМ и баз данных и составляется заявка на регистрацию своей интеллектуальной собственности.

Заявка на регистрацию должна содержать:

1) заявление на официальную регистрацию программы для ЭВМ или базы данных с указанием правообладателя, а также автора, если он не отказался быть упомянутым в качестве такового, и их местонахождение (местожительства);

2) депонируемые материалы, идентифицирующие программу для ЭВМ или базу данных, включая техническую, информационную и прочую документацию;

3) документы, подтверждающие уплату регистрационного сбора в установленном размере или основание для освобождения от уплаты регистрационного сбора, а также уменьшения его размера