Описание информационных систем, история зарождения и становления

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПО ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВУ

____________________________________________________________________

Кафедра социально-правовых и гуманитарных дисциплин

 

 

 

РЕФЕРАТ

по истории науки на тему:

«Описание информационных систем, история зарождения и становления.»

25.00.26 «Землеустройство, кадастр, и мониторинг земель»

 

 

 

 

 

 

 

Согласовано:     доцент, к.т.н. ,

      (подпись)

Юнусов А.Г.)

 

Выполнил:     аспирант

 В.В. Мазалов

      (подпись)

 

Рецензент:              д.ф.н., проф.

А.Х. Шаваев

 

 

 

 

 

 

Москва 2014

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение и историческая часть       1

1. Понятие и виды информационных  систем    10

2. Специфика информационных  программных систем   16

3. Задачи, решаемые информационными  системами   .18

4. Проблемы построения ИС       28

5. Требования к техническим средствам, поддерживающим ИС 18-27

Заключение          38

Список литературы         40

ВВЕДЕНИЕ И ИСТОРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Вопрос хранения и обработки больших объемов информации стоял перед человечеством с древнейших времен. Первые архивы возникли, как только социальное устройство общества усложнилось, увеличилось количество межличностных связей, тут же потребовалось их фиксировать на достаточно долгий срок. Вторая необходимость -создание единых законов для всего общества и практики их применения. Таким образом, видны два направления в информационном обеспечении - частный и общественный интерес. Архивы существовали уже в государствах Древнего Востока - в Египте, Вавилонии (Вавилоне), Ассирии. Это были обычно храмовые и дворцовые хранилища хозяйственных документов, дипломатическая переписка, а также произведений литературы («архивы-библиотеки»). Большинство дошедших до нас древневосточных архивов - клинописные.  
Это собрания документов - дипломатических, судебных., частно-правовых, хозяйственных отчетов, писем и т.д., написанных клинописными знаками на глиняных табличках. Клинописные архивы создавались в дворцах и храмах, а также в домах крупных рабовладельцев (особенно купцов и ростовщиков) в самых различных странах Западной .Азии (Шумере и Аккаде, Вавилонии и Ассирии, Эламе, Хеттском царстве, Финикии, Урарту, Персии), начиная с 3 тыс.до н.э. вплоть до 1 в.н.э., когда клинопись окончательно вышла из употребления. Крупнейшие клинописные архивы, дошедшие до наших дней и ныне существующие - это Ниневийский (Куюнджикский) клинописный архив в Ираке, входивший в древности в состав Библиотеки знаменитого ассирийского царя Ашшурбанапала; в Ираке сохранились также архив при храме бога Хамаша в Сиппаре (современный Абу-Хабба). Архив храма Энлиля - Бела в Ниппуре (современном Нуффаре), архив храма богини Наны-Иштар в У руке (современная Варка), архив в Лагаше (современный Телло), наконец, это архив торгово-ростовщмческого дома Энгиби/Эгиби/ (в Вавилоне, 7 в.до н.э.). 
В Египте расположен большой Тель-Эль-Амарнский архив (Тель-эль-Амарнский дипломатический архив); в Сирии - архив в Мари (Тель-Харири); Архив Рас-Шамре (древний Угарит), в Иране - это клинописный архив в древней столице Ахеменидов - в городе Персеполе; в Турции расположен Архив ассирийской колонии ХХ-ХТХ вв до н.э. Канесе (современный Кюль-Тепе). Особенно среди клинописных архивов мира знаменит упоминавшийся выше Богазкейский архив хеттских царей. Этот архив был найден в столице Хеттского государства Хаттушаше - современный Богазкей в Центральной Анатолии в Турции. 
                  Развитие архивного дела в древнем мире. 
В Древней Греции начало устройства архивов относится к 6 в.до н.э. В 4 в.до н.э. государственные .акты в Афинах были сосредоточены в храме Метрооне. Существуют архивы и в других древне¬греческих городах-государствах, а также при храмах (в Дельфах, на о.Делос). В Др.Риме архивы сначала находились в ведении жрецов, в середине .5 в.до н.э. в храме Сатурна создается АРХИВ СЕНАТА, управляемый цензорами и квесторами. С установлением империи при Августе возник императорский Архив на Палатинском холме, имелись и архивы цензоров, храмовые архивы и др.  
Архивы в средние века. 
В странах Востока развитие архивного дела в средние века имело свои особенности. Так. например, в период Средневековья во многих арабских странах У11-ХШ вв. в Иране, Китае, а позднее -  в Империи Великих Моголов (Государстве Бабуридов) в Индии существовала стройная система делопроизводства и хранения документов, находившаяся на более высоком уровне, чем в странах Запада в  тот же исторический период.      В Западной Европе в Раннем Средневековье возникают архивы «варварских» королей, которые обычно перевозились с места на место. Имелись архивы в крупных монастырях, епископствах и феодальных рыцарских замках. Частые пожары и междоусобицы вели к гибели архивов. Светские архивы V - IX вв до нас почти не дошли.  Из монастырских наиболее значительными были архивы Монтекассино, Фарфы, Боббио (Италия), Парижский и Сен-Жерменский (Франция), Фульды, Сен-Галлен (Германия). Самым крупным архивом Раннего Средневековья на Западе был Папский Архив (позднее Ватиканский), возникший в 4 в.н.э. 
    В X-XII веках возникают городские архивы, хранившие жалованные грамоты, государей, городские статусы, судебные постановления, финансовые отчеты; в связи с ростом товарных сделок создаются и Архивы нотариусов. С возвышением королевской власти и процессов централизации возрастает роль и значение королевских архивов. Так, Королевский архив во Франции - Сокровищница Хартий с объединением страны включил в себя архивы провинций и отдельных  феодалов. В Испании после ее объединения в конце XV в. начал создаваться общеиспанский королевский архив  в крепости Симанкас. В Англии XIV века существовало  З королевских архива: в Вестминстерском дворце, в одной из башен Тауэра, в Капелле свитков. В 16 в. в годы позднего Средневековья был создан Архив Государственных бумаг. В Англии сохранилось обилие средневековых документов,  чему способствовало раннее развитие законодательных учреждений и относительная безопасность страны в связи с ее островным положением. Рукописи (в целом существовало множество ничем не связанных между собой архивов).  
Основные черты истории архивного дела в новое время.  
 К новым крупным изменениям в архивном деле привела Великая французская революция конца XVIII в. Архивы были объявлены достоянием нации; документы феодальных и церковных архивов стали мощным орудием в борьбе против феодализма. В 1789-1790 гг. Национальное, а затем Учредительное собрание приняли решения о создании Национального архива Франции, где стали концентрироваться бумаги, отложившиеся в результате деятельности законодательных учреждений страны периода революции. 7 мессидора 11 года Республики (по республиканскому календарю; 25 июня 1794 г.) Конвент издал декрет, объявивший Национальный Архив центральным государственным архивом, в который предписывалось сдавать как документы нового законодательства, так и исторические материалы по земельным и судебным вопросам. В провинциях аналогичные материалы должны были концентрироваться в департаментских архивах. Документы, ценные только в историческом отношении, передавались в Парижскую национальную библиотеку. Был также признан принцип Публичности всех архивов (всех государственных архивов). Декрет 7 мессидора, впервые устанавливавший положение об общей архивной реформе, стал примером в немалой степени для архивного законодательства ряда стран. 
В Х1Х-ХХ вв. обнаруживается стремление к централизации архивов, проявлявшееся как в концентрации государственных архивохранилищ, так и в подчинении архивов специально созданному органу управления. В XIX в. был признан принцип публичности архивов, что сделало относительно доступным использование архивных документов. Централизация архивного дела во Франции была позднее оформлена еще целым рядом законодательных актов в 40-80-е годы XIX в. (из которых наиболее существенным был закон 1884 г), в соответствии с которыми управление Национальным департаментам« коммунальными и госпитальными архивами сосредотачивались в Министерстве Просвещения, при котором были созданы Архивное управление, Архивная комиссия и инспекция. Архивному управлению подчинялись все департаментские архивы, которым в свою очередь подчинялись коммунальные и госпитальные архивы. Близкие системы, ориентировавшиеся на образец Франции, были созданы в итоге архивной реформы в Бельгии (1879 г.) и Голландии (1875 г.); здесь была создана сеть государственных архивов (центральных и провинциальных,) подчиненных Министерству внутренних дел.  
Концентрация архивов в Англии осталась незавершенной, как бы остановившись на полпути. Здесь в 1838 г. был принят закон о создании Публичного Государственного Архива, а в 1854 г. в новом здании были сконцентрированы все исторические хранилища Лондона; сюда стали поступать и некоторые материалы из действующих учреждений. Государственный архив не был подчинен какому-то министерству или ведомству, ни общего архивного управления, ни сети местных государственных архивов в Англии создано не было.        
         Концентрация архивов Италии, остававшейся до 2-ой половины XIX в., раздробленной, началась  с  отдельных итальянских государств: в 1808 г. возник  генеральный Архив в Неаполе, в 1815 г. - Государственный Архив в Венеции, в середине XIX в.- во Флоренции. После объединения Италии была проведена реформа в архивном деле. В 1861 г. был создан Архив Итальянского королевства, все государственные архивы были переданы в министерство внутренних дел.  
В политически разобщенной Германии архивные реформы были также проведены в 1-ой половине XIX века, только в пределах отдельных германских государств ( в Пруссии, Баварии, Саксонии и т.д.).  
Ведущую роль и в этом плане сыграла Франция. Еще в 1821 г. здесь был создан специальный архивный институт, известный как Школа Хартий (Эколе дес хартес). Аналогичные школы и институты были постепенно созданы и во многих других странах мира.  
Но вместе со сбором и  хранением информации постепенно возник вопрос обработки ее. И если сначала было возможно запомнить, где находится та или иная информация, то постепенно потребовалось структурировать и описывать саму хранимую информацию. Как результат хранимая информация получила атрибуты и стала состоять из двух частей:  само тело, т.е. то, что было собрано и внесено в архив, то ради чего эта информация и хранится, а также части описывающей, принадлежность этой информации к точному месту в архиве. Для поиска по атрибутам возникли каталоги атрибутов, в которых указывалось, где физически в архиве можно найти эту информацию.

Информация множилась, и потребовались классификаторы каталогов, т.е. в каком конкретном каталоге можно найти  атрибуты требуемой информации.

Все это является поверхностным описанием структуры одного архива, но при большем количестве задач есть необходимость сбора данных по нескольким архивам.  Архивы стали специализированными,  т.е. начали делиться не только по первоначальному признаку востребованности информации (частными лицами или обществом), но и по направленности хранимой информации ( финансовая, юридическая, земельная, военная и т.д.).

Ведущую роль и в этом плане сыграла Франция. Еще в 1821 г. здесь был создан специальный архивный институт, известный как Школа Хартий (Эколе дес хартес). Аналогичные школы и институты были постепенно созданы и во многих других странах мира.

Возникла особая наука – архивоведение. Вот как ее описывает Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона:

Архивоведение, или Наука об архивах — сложившаяся уже в XVIII столетии и получившая в новейшее время вследствие преподавания ее в археологических школах точную обработку, имеет задачею: 1) доставить всем категориям архивов (см. это сл.) путем научного разъяснения их существа и значения, единство и цельность; 2) привести их к положению учреждений международных или всемирных посредством разъяснения методов пользования ими и установления сношений между центральными управлениями исторических архивов различных государств. Та часть науки об архивах, которая разъясняет эти две задачи, в немецкой литературе носит название архивной науки в тесном смысле (Archivwissenschaft); 3) изложить главнейшие основы правильного, удобного устройства того или другого архива и наилучших методов хранения актов, составления инвентаря, описей и т. п. Эта часть архивной науки в отличие от первой в немецкой литературе называется «Archivkunde». Но как все три задачи находятся в теснейшей внутренней связи, то и обе части этой науки составляют одно нераздельное целое — Науку об архивах.

Цель данной статьи информационные системы, а не архивное дело, поэтому обратим внимание на важные для нас понятия из 1 задачи – единство и целостность. Хотя, конечно, и две остальные имеют важное значение для информационных систем.

Если мы изучаем тот или иной предмет и хотим получить информацию, относящуюся к предмету, мы должны быть уверены, что она полная, иначе мы рискуем рассмотреть вопрос однобоко. Как пример можно привести график следующей функции:

 

 

 

У нас есть точки А Б  Е Ж, на основе которых мы делаем вывод что функция – прямая зависимость и не возвращаемся к ней, делаем неправильный общий вывод.

Если же мы имеем значение точек В  Г и Д, то понимаем, что функция имеет подъем, максимум  и спад, что приводит нас к совершенно другим выводам.

Т.е. для нас крайне важны единство и целостность для формирования вывода.

Физически это можно представить как скачок напряжения в сети при включении мощного потребителя, до момента включения напряжение было 220 вольт, после выхода на режим работы 220 вольт, а в промежутке оно могло упасть и до 180 вольт, что может привести к выключению других потребителей.

Таким образом, к началу 20 века сформировался весь аппарат хранения и обработки больших объемов информации. Для информационных систем не хватало только инструмента, способного быстро и качественно анализировать ее и выдавать результат в зависимости от запроса.  Анализом занимался сам человек и в зависимости от его опыта, образования и квалификации с непредсказуемым результатом.

 С появлением электронных методов хранения информации появилась сначала возможность укорить доступ к требуемым данным, но сами структуры хранения повторяли структуры физических архивов. Интерес представляют смешанное хранение , когда классификаторы и атрибуты хранились в электронном виде, а само тело информации на твердом носителе ( не обязательно бумаге). Такое решение было продиктовано высокой стоимостью хранимой в электронном виде информацией.  При таком подходе, информация предоставлялась быстрее, но анализировать эту информацию, конечно, мог только человек. Широкое распространение получи Базы Данных. И только с распространением дешевых массивов хранения и появления форматов, которые могли, обрабатывается электронно, появились информационные системы.

Таким образом, мы имеем следующие предпосылки к созданию информационных систем, необходимость обрабатывать большое количество информации в реальном времени с высокой точностью.  Необходимые условия для создания: уже разработанные методы получения, хранения информации, математический аппарат для анализа информации, способы передачи.

Как известно, возникновение компьютеров главным образом стимулировалось необходимостью проведения массивных расчетов для создания ядерного оружия и ракетной техники. Объемы требуемых вычислений просто не позволяли произвести их в приемлемое время традиционным коллективом расчетчиков. Итак, первыми пользователями компьютеров и разработчиками компьютерных программ стали вычислительные математики. До сих пор многие представители старшего поколения программистов предпочитают называть себя математиками, даже если в последние 20-30 лет им не пришлось написать хотя бы одну вычислительную программу, не говоря уже о разработке методов и алгоритмов компьютерных вычислений.

Однако почти сразу на появление компьютеров обратили внимание бизнесмены. Как правило, в гражданском бизнесе не требуются массивные расчеты за исключением таких отраслей, как, например, авиа- или автомобилестроение. В более распространенных видах гражданского бизнеса (банковское дело, биржевые операции, системы резервирования билетов или мест в гостиницах) основной проблемой всегда являлись объемы информации, которые необходимо собирать, надежно хранить и оперативно обрабатывать. Появление информационных систем, основным назначением которых является решение отмеченной проблемы, явилось ответом компьютерной индустрии на требования мира бизнеса, 
было это так же в 50-хг. Первые системы были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Такие системы называются системами обработки транзакций. К транзакциям относят следующие операции: выписка счетов, накладных, составление платежных ведомостей и другие операции бухгалтерского учета. 
 
В 60-ег. средства вычислительной техники получили дальнейшее развитие: появляются операционные системы, дисковая технология, значительно улучшаются языки программирования. Появляются системы управленческих отчетов (СУО), ориентированные на менеджеров, принимающих решения. 
 
В 70-ег. информационные системы продолжают активно развиваться. В это время появляются первые микропроцессоры, интерактивные дисплейные устройства, технология баз данных и дружественное по отношению к пользователю программное обеспечение (средства, позволяющие работать с программой, не изучая ее описания). Эти достижения создали условия для появления систем поддержки принятия решений (СППР). В отличие от систем управленческих отчетов, которые предоставляют информацию по заранее установленным формам отчетности, СППР предоставляют ее по мере возникновения необходимости. 
 
Существуют 3 стадии принятия решения: информационная, проектная и стадия выбора. На информационной стадии исследуется среда, определяются события и условия, требующие принятия решений. На проектной стадии разрабатываются и оцениваются возможные направления деятельности (альтернативы). На стадии выбора обосновывают и отбирают определенную альтернативу, организуя слежение за ее реализацией. Важнейшей целью СППР является обеспечение технологией формирования информации, а также технологическая поддержка принятия решения в целом. 
 
В 70-80-хг. в офисах начали применять разнообразные компьютерные и телекоммуникационные технологии, которые расширили область применения информационных систем. К таким технологиям относятся: текстовая обработка, настольное издательство, электронная почта и др. Интеграцию этих технологий в одном офисе называют офисной информационной системой. ИС начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. 
 
1980-ег. характеризуются еще и тем, что информационные технологии начали претендовать на новую роль в организации: компании открыли для себя, что информационные системы являются стратегическим оружием. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

С середины 90х годов намечается тенденция к переходу на распределенные информационные системы, ярким представителем которой является ИНТЕРНЕТ, или специализированная CIT. Зародившиеся в военных ведомствах в 60-70 годы он стали доступны для пользователей.

 

Рассмотрим  что такое информационная система в современном понимании,

 

 

1. ПОНЯТИЕ И ВИДЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ  СИСТЕМ

В Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации» дается следующее определение: «Информационная система — организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы».

По масштабу информационные системы подразделяются на следующие группы:

- одиночные;

- групповые;

-  корпоративные.

Одиночные информационные системы реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создайся с помощью так называемых настольных или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Microsoft Access.

Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (Называемые также SQL-серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов, как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase, Sybase, Informix.

Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При  разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. Однако в крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.

Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз.

По сфере применения информационные системы обычно подразделяются на четыре группы:

- системы обработки транзакций;

- системы принятия решений;

- информационно-справочные  системы;

- офисные информационные  системы.

Системы обработки транзакций, в свою очередь, по оперативности обработки данных, разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управлений преобладает режим оперативной обработки транзакций, для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть.

Системы поддержки принятия решений — DSS (Decision Support Systeq) — представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических и по другим показателям.

Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в сети Интернет.

Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.

По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы:

- системы на основе  архитектуры файл-сервер;

- системы на основе  архитектуры клиент-сервер;

- системы на основе многоуровневой архитектуры;

- системы на основе  Интернет/интранет - технологий.

В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты, которые помогают понять ограничения различных архитектур информационных систем.

Архитектура файл-сервер только извлекает данные из файлов так, что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети.

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации.