Структура информационных систем

Документ, в  отличии от факта, не может быть выражен  простой структурой.

Под документом следует понимать хранящийся в информационной базе, объект произвольной структуры, содержащий информацию произвольного  характера, доступ к которому можно  получить по его реквизитам.

Под реквизитами  документа следует понимать совокупность свойств этого документа, позволяющих  однозначно его идентифицировать. Примерами  реквизитов могут служить название документа, его номер, дата создания, имена создателей, электронная подпись  и т.д. В качестве примеров документов можно привести статьи, тексты приказов и распоряжений, бухгалтерские документы, карты местности, звуковые записи и  т. д. Важно еще раз подчеркнуть, что структура объекта, который  мы назвали документом, может носить самый произвольный характер: форматы  для текстовых документов (обычный  текстовый формат, формат Word, формат PDF, формат DJVu, формат HTML и т. д.), таблицы, графические файлы и т. п.

Типичным  примером документальных информационных систем являются справочные юридические  системы типа Гарант, Консультант + и т. п. Поисковые интернет системы  также являются представителями  документальных систем. Реальные информационные системы часто оперируют некоторой  смесью фактографической и документальной информации, тем более, что современные  СУБД, на основе которых, как правило, и строятся современные ИС, предоставляют  мощные инструментальные средства для  манипулирования информацией того и другого типа.

Наконец информационные системы можно классифицировать и по той роли, которую они играют в профессиональной деятельности. Таким  образом можно выделить:

- системы  управления;

- вычислительные  информационные системы;

- поисково-справочные  информационные системы;

- системы  принятия решения;

- информационные  обучающие системы.

Системы управления. ИС данного типа предназначены для  решения задач автоматизации  процессов управления. Выделяют так  же классы систем управления персоналом и систем управления технологическим  процессом.

Вычислительные  информационные системы. Данные системы  предназначены для проведения оперативных  расчетов и обмена информацией между  рабочими местами в рамках одной  организации. В данном классе выделяются так же системы автоматического  проектирования (САПР).

Поисково-справочные информационные системы. Данные системы  предназначены для сбора, хранения и поиска информации справочного  характера. Такие системы не заменимы в конкретных областях знаний: медицине, юриспруденции, программированию и  др.

Системы принятия решения. Системы этого класса предназначены  для автоматизации поиска решений  руководящего состава. Особенностью задач  принятия решений являются: недостаточность  имеющейся информации, ее противоречивость и нечеткость, слабая формализация и наличие качественных оценок. В  качестве ИС для принятия решений  используются системы, построенные  на основе алгоритмов искусственного интеллекта и баз знаний. Часто  такие системы поддерживают естественно-языковой интерфейс.

Информационные  обучающие системы. К информационным обучающим системам относят: системы  программного обучения, системы для  деловых игр и тренажерные  комплексы.

Глава 4. Структура  информационных систем

§ 4.1 Структура  ИС

Из определения  в частности следует, что в  информационной системе имеется  два компонента: программное обеспечение  и электронное информационное хранилище. Обратимся к рисунку 2, где сказанное  представлено в графическом виде.

Любая информационная система рассчитана на использование  ее в какой-либо профессиональной области. Значит ИС рассчитана на взаимодействие, с какими либо пользователями. Причем под пользователями в общем случае следует понимать не только людей, но и другие информационные системы, с  которыми данная ИС обменивается информацией.

Блок ПО (программное  обеспечение) поделен на рисунке 2 на три части: ИП - интерфейс пользователя, ИД - интерфейс с данными, БЛ - бизнес логика. Конечно, данное деление в  общем случае является условным, и  не означает, что в реальном программном  обеспечении можно явно выделить все три части. Однако умозрительное  наличие таких частей вытекает из очень простого рассуждения. Если программа  взаимодействует с пользователем  и данными, значит, какая-то ее часть (логика) отвечает за это взаимодействие. С другой стороны, как мы впоследствии будем неоднократно убеждаться, структура  хранения данных практически никогда  не совпадает со структурой данных, представляемых пользователю. Следовательно, в программном обеспечении должно быть предусмотрено преобразование информации из одного формата к другому  и обратно. Вот эта часть программного обеспечения, которую мы выделили чисто  логически и принято называть бизнес логикой.

Рис. 2 Структура  информационной системы

Формально информационные системы можно разделить на автономные и сетевые. Причем к сетевым информационным системам мы относим и такие, которые  эпизодически синхронизируют свои информационные хранилища с другими хранилищами  посредством каких-либо каналов  связи (в том числе и посредством  переносных устройств внешней памяти). Спрос на автономные ИС не велик, в  силу почти полного отсутствия несетевых  компьютеров. Таким образом, встает вопрос о том, какую роль играет компьютерная сеть в построении информационных систем

Основным  сервисом локальных компьютерных сетей  является файловый сервис, осуществляемый файловыми серверами. Файловый сервер предназначен для того, чтобы хранить  файлы и предоставлять к ним  доступ пользователям сети. Поэтому  естественным решением построения информационной системы это расположение информационного  хранилища на файловом сервере. Все  программное обеспечение информационной системы будет располагаться, таким  образом, на сетевых компьютерах. Пользователи компьютерной сети, на компьютерах  которых будет установлено программное  обеспечение информационной системы, получат, таким образом, одновременный  доступ к информационному хранилищу. Такая архитектура информационной системы называется файл-серверной. Данная архитектура широко применяется  для создания информационных систем с относительно небольшим количеством  одновременно работающих пользователей (несколько десятков). Причина такого ограничения заложена в том, что  все программное обеспечение, в  том числе те его модули, которые  отвечают за обработку данных, располагаются  на каждом из сетевых компьютеров. Таким  образом, для выполнения операций с  данными необходимо получить копию  этих данных на сетевой компьютер. Разумеется, это приводит к увеличению сетевого трафика. К тому же в обработке  данных, таким образом, оказываются, задействованы и сетевые компьютеры, и локальная сеть и, конечно, сам  файловый сервер.

Примечание.

Для того чтобы  увеличить производительность информационной системы файл-серверного типа используется терминальное подключение к серверу. В этом случае вся программа выполняется  на сервере, а пользовательский компьютер  получает лишь результирующие окна с  информацией, да возможность стандартными средствами управлять этими окнами. Использование терминального сервера  может значительно увеличить  производительность системы и тем  самым позволить одновременно работать большому количеству пользователей. С  точки же зрения самой архитектуры  ИС, использование терминального  сервера не вносит ничего нового, так  как внутри информационной системы  мы по-прежнему имеем взаимодействие файл-серверного типа.

Для построения информационных систем с большим  количеством пользователей применяется  другая архитектура. Эта архитектура  базируется на использовании серверов баз данных. Особенностью серверов баз данных заключается в их способности  выполнять специальные запросы  к данным. Язык запросов устроен  таким образом, что одна команда  этого языка может заключать  в себе множество элементарных операций над данными. Таким образом можно  значительно снизить сетевой  трафик, а для увеличения производительности информационной системы потребуется  увеличения производительности только сервера баз данных. Кроме этого современные сервера баз данных позволяют хранить на стороне сервера программные модули (хранимые процедуры, триггеры и др.), которые по команде со стороны пользователя (клиента) могут быть запущены на выполнение. В результате, появляется реальная возможность выполнять на стороне сервера не только обработку данных (см. рис. 2), но и другие действия. Теперь, вновь посмотрев на рис. 2, мы видим, что программное обеспечение ИС может быть реально, а не умозрительно, разделено на две половины. На стороне пользователя теоретически может остаться только ПО, отвечающее за интерфейс пользователя. Такое построение архитектуры ИС, когда программное обеспечение делится на две половины между пользовательским компьютером и сервером баз данных называют технологий "клиент-сервер", а архитектура ИС - клиент-серверной. Клиент, в котором реализован только пользовательский интерфейс называется тонким клиентом, в противном случае клиент называется толстым.

Замечание.

Информационные  системы, построенные по централизованному  принципу, называют также банками  данных. Таким образом, и файл-серверные  и клиент-серверные информационные системы можно формально назвать  банками данных.

Важным плюсом использования серверов баз данных является возможность встроить развитую систему безопасности сервера в  систему безопасности информационной системы. В частности сервера  баз данных позволяют четко разграничить доступ различных пользователей  к объектам информационного хранилища, журналировать все действия производимые пользователем, интегрировать систему  безопасности ИС с системой безопасности компьютерной сети и т.д.

Клиент-серверные  ИС можно разделить на два класса:

Информационные  системы, не использующие программные  модули на стороне сервера баз  данных. Среди серверов баз данных еще встречаются экземпляры, не поддерживающие использование хранимых процедур и  триггеров. К таковым, в частности, до последнего времени относилась такая  СУБД как MySQL. В таких системах запрос полностью формируется на стороне  клиента, а затем передается для  выполнения на сервер.

Информационные  системы, использующие программные  модули на стороне сервера баз  данных. В качестве таких программных  модулей в первую очередь используются хранимые процедуры и триггеры. Обычно программные модули на стороне сервера  пишутся на языке, являющимся расширением  языка SQL, но допускается также подключение  исполняемых модулей.

Информационная  система, построенная по технологии клиент-сервер, называется еще двухуровневой  информационной системой. Информационные же системы файл-серверного типа можно  таким образом назвать одноуровневыми или монолитными.

Рис. 3 Трехуровневая  архитектура информационной системы

Количество  уровней (слоев) программного обеспечения  может быть больше двух. Так в  электронной сети Интернет информационные системы строятся в виде трехуровневой  системы (см. рис. 3). В качестве клиента  в большинстве случае выступает  обыкновенный web-браузер. Программное  обеспечение на стороне web-сервера  служит посредником между клиентом и сервером баз данных. Поскольку  с самого сервера баз данных можно  обращаться с запросами к другим серверам, то теоретически может быть построена система, имеющая более  чем три уровня. Возможно также  отделение кода обработки данных от самих данных. Отделенный, таким  образом код, помещается на так называемый сервер приложений. Выделение сервера  приложений увеличивает сетевой  трафик, но зато позволяет более  эффективно управлять системой.

Несколько слов следует сказать и об инфраструктуре ИС.

Под инфраструктурой  информационной системы будем понимать все то, что обеспечивает ее бесперебойное  функционирование.

Таким образом, к инфраструктуре следует отнести: системное и сетевое программное  обеспечение, компьютеры, сетевое оборудование, другие необходимые для функционирования ИС периферийные устройства, средства связи, электро-, тепло- и водоснабжение, кондиционеры, помещения, обслуживающий  персонал, дополнительное оборудование, необходимое для работы персонала.

Заключение

Информационные  технологии - весьма широкое определение, под которое попадает ряд отдельных  технических средств и приемов  работы с информацией. Но, как правило, в процессе работы с информацией  люди имеют дело со вполне определенной связанной последовательностью  взаимодействий с различными средствами. В зависимости от шкалы времени (от оперативных до долгосрочно-стратегических задач) и масштаба действий (от одного рабочего места до целой компании) могут обнаруживаться разные связи  и последовательности, и для управления ими нужны разные методы. Методы варьируются также по степени  алгоритмизации и рационализации. Наиболее рационально алгоритмизированная  совокупность методов и средств  работы с информацией - информационная система. Информационная система - взаимосвязанная  совокупность средств, методов и  персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации. Информационные системы бывают разного назначения и масштаба. Также информационные системы отличаются по степени охвата сфер деятельности предприятия (учитывают  ли они только бухгалтерию или  также и склад, финансы, производство и т.д.). Однако все информационные системы обладают рядом свойств, которые являются для них общими: