1 Информационные Технологии ЛЕКЦИЯ 2 Технологии проектирования информационных систем
2 Некоторые термины и определения методология объединенная единым подходом совокупность методов, применяемых для получения запланированного проектного результата; технология это представленное в инструктивной форме выражение знаний и опыта, позволяющее рационально организовать получение проектного результата путем выполнения некоторого процесса с использованием тех или иных средств, реализующих соответствующий метод; технологический процесс последовательность действий (согласованных, в том числе с условиями выполнения, технологических операций, использующих соответствующие средства), направленных на создание заданного (проектного) объекта; технологическая операция представляет собой одно или несколько действий, направленных в рамках технологии на изменение состояния объекта или его взаимосвязи с окружением.
3 с теоретической и практической точек зрения с практической – это совокупность автоматизированных процессов движения и переработки информации и описание этих процессов привязано к конкретной предметной области, реализованной на современных средствах и выполняющей заданный перечень функций. с теоретической – это научно- техническая дисциплина, в рамках которой исследуется проблема разработки и применения автоматизированных процессов движения и переработки информации. Информационные Технологии
4 основные свойства как системы Целесообразность Наличие компонентов и структуры Взаимодействие с внешней средой Целостность Развитие во времени Информационные Технологии -
5 основные свойства как системы Целесообразность ; Наличие компонентов и структуры ; Взаимодействие с внешней средой ; Целостность ; Развитие во времени. Устранение существующих противоречий Интеграция управления и производства Стандартизация и унификация средств автоматизации. Информационные Технологии -
6 основные свойства как системы Целесообразность ; Наличие компонентов и структуры ; Взаимодействие с внешней средой ; Целостность ; Развитие во времени. Функциональная. (реализуемые процессы) виды процессов, реализующихся в составе ИТ: сбор информации передача информации переработка информации хранение информации доведение до пользователя Содержательная. (составляющая БЗ, БД) концептуальной части или модели предметной области; фактуальной части или баз данных; алгоритмической части или ППО. Информационные Технологии -
7 Информация -> данные -> знания директивную нормативно-техническую учётно-производственную вспомогательную по функциональному назначению информацию независимо от принадлежности к подсистемам подразделяют на :
8 Виды информации Директивная Нормативно - техническая Учётно - производственная Вспомогательная содержит основные техническо- экономические и плановые задания, получаемые от верхних уровней управления.
9 Виды информации Директивная Нормативно - техническая Учётно - производственная Вспомогательная включает в себя данные о составе изделий, технологий их производства, технологических нормативов и т.д.
10 Виды информации Директивная Нормативно - техническая Учётно - производственная Вспомогательная отражает движение материальных ценностей и учётных данных о подготовке и ходе производства научно- исследовательских и конструкторских работ.
11 Виды информации Директивная Нормативно - техническая Учётно - производственная Вспомогательная отражает режим работы подразделений предприятий
12 Предметная область Предметную область (ПО) представляют как множество объектов и отношений между ними. В качестве ПО может выступать промышленное предприятие, средства автоматизации, транспорт и т.д. Объектом может быть человек, предмет, события, понятие и т.д., о котором записаны некоторые данные. Отношения определяют связи между объектами.
13 Модель предметной области - образуется совокупностью описаний, которые должны обеспечивать полное взаимопонимание и правильную интерпретацию информационных сведений и требований в цепочке лиц, принимающих решения. Два класса описаний: 1. Основные 1. Основные – объединяют потоки входной и выходной информации, составные части системы, взаимодействие подсистем, требования к переработке информации; 2. Технологические 2. Технологические – блоки переработанной информации, информационные массивы, средства диалога, конкретное содержание входных и выходных документов, технологические операции.
14 Способы организации представления предметной области в информационных технологиях Позадачный способ учитывает специфику автоматической переработки информации в заранее намеченном результате, документе или группе документов на базе определённой группы исходных данных Блочный способ организации представления предметной области в виде совокупности информационно- технологических процессов. ИТП строится в виде блоков переработки информации
15 Позадачный способ Достоинства: учитывает специфику автоматической переработки информации в заранее намеченном результате, документе или группе документов на базе определённой группы исходных данных. Результат: кусочная автоматизация Недостатки: в узлах стыковки существующих автономных частей теряется большая часть положительного эффекта. Поскольку при данном подходе обрабатываются цели разобщённых конкретных задач, в стороне остаётся проблема информационной интеграции всей совокупности задач. В результате нарушается принцип комплектной автоматизации и системного подхода. Способы организации представления предметной области в информационных технологиях
16 Блочный способ четырёхуровневое описание: 1. постановка и выявление целей блоков переработки информации; 2. математическое моделирование; 3. построение программной модели в виде алгоритмов; 4. документирование. три уровня представления: 1. функциональный; 2. уровень математической модели; 3. уровень программной модели. трудности сложность выявления и создания составных частей представления предметной области Способы организации представления предметной области в информационных технологиях
17 информационные технологии информационные системы информационные ресурсы технические средства информатизации программные средства и системы информационный фактор интеллектуальные усилия и человеческий труд комплексы информационных технологий, ориентированных на процедуры сбора, обработки, хранения, поиска, передачи и отображения информации предметной области комплексы соответствующих информационных систем, рассматриваемые дополнительно также и на социально-экономических уровнях описания и применения. Уровни информационных процессов
18 Пользователи средств информатизации системный администратор лицо (группа), отвечающее за установку и сопровождение операционной системы ЭВМ и приложений общего назначения; администратор базы данных лицо или группа, отвечающая за сопровождение данных, назначение уровней доступа, включение/исключение пользователей, защиту/восстановление данных. Обычно АБД участвует в проектировании и определении структуры БД; оператор ЭВМ отвечает за текущее функционирование вычислительной установки, осуществляет слежение за прохождением задач, готовностью устройств, наличием и использованием машинных ресурсов (оперативной и внешней памяти, времени, расходных материалов и пр.); операторы подготовки данных персонал, осуществляющий ввод данных с рабочих листов или документов, на основе соответствующих инструкций, в среде специальных программных интерфейсов (или аппаратных средств); интерактивные пользователи лица, имеющие доступ на ввод, коррекцию, обновление, уничтожение и чтение данных в рамках, как правило, ограниченной области БД; конечные пользователи лица, использующие БД для получения справок и решения задач. Разработчики программных средств Системные программисты Прикладные программисты
19 Автоматизированные информационные технологии АИТ являются композициями четырех взаимосвязанных и взаимозаменяемых факторов (компонент): интеллектуальных усилий и навыков пользователя; технических средств обработки данных; программного обеспечения; информационных ресурсов.
20 Обобщенная схема абстрактного технологического процесса Субъект Интерфейсы и представления Функциональный процесс Управление данными и представления Информационные ресурсы Результат управление Обеспечение Объект Целевая обработка Целевая обработка это функционально-ориентированное преобразование получаемых или хранимых объектов обработки, обеспечивающее получение проектного результата под управлением субъекта Информационные ресурсы внешние по отношению к функциональному процессу источники информации, использование которых (обычно при управлении процессом) позволяет обеспечить эффективность целевой обработки. Интерфейсные средства реализуют тот или иной способ (режим) взаимодействия субъекта с компонентами функциональной (целевой) обработки.
21 Классы информационных технологий технологии обработки информации (ввода, обработки, хранения, поиска и передачи данных); технологии человеко-машинного взаимодействия, реализуемые в интерфейсах; технологии, позволяющие эффективно создавать и развивать ИТ предшествующих классов БАЗОВЫЕ ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ
22 Классы информационных технологий системы числовой обработки; системы и технологии обработки текстов; средства обработки мультимедийной информации технологии и системы управления данными и, в том числе информационные системы; средства и технологии распределенной обработки (сетевые технологии); средства удаленного доступа (телекоммуникационные технологии); средства и технологии человеко-машинного взаимодействия и интерфейсы конечного пользователя; средства и технологии защиты информации. технологии проектирования и инструментальные средства разработки программного обеспечения; технологии проектирования баз данных; технологии реинжиниринга информационных систем. БАЗОВЫЕ (технологии конечного пользователя) ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ (технологии администратора) ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ (технологии разработчиков)
23 Базовые информационные технологии Тип технологииВходная информацияВыходная информация Пример программны х средств «Чистые технологии» обработка одного типа данных 1Обработка текстов (документов) Текст:.txt,.doc,.rtf,.pdf -Lexicon, Word, Adobe, Acrobat 2Обработка таблицТаблица:.xls, dbf-Access, Excel, FoxPro 3Обработка статических изображений Картинка:.pic,,pcx,.bmp,.gif -Paint, PhotoShop 4Обработка звукового сигнала Оцифрованный звук:.vav,.mp3 -Magix 4 in One 5Обработка видеоВидеосигнал:. avi,.mpg,.dat,.vob -Adobe Premier, Pinnacle Studio «Смешанные» технологии преобразование типов данных 6Распознавание образовКартинка. pic,,pcx,.bmp,.gif Текст. txt,.doc,.rtf,.pdf FineReader 7Распознавание голосаОцифрованный звук..vav,.mp3 Текст. txt,.doc,.rtf,.pdf «Змей- Горыныч» (Dragon Dictate) 8Чтение текстаТекст txt,.doc,.rtf,.pdf Оцифрованный звук. vav,.mp3, Govorilka, Speak&Mail
24 Информационные системы Информационная деятельность Основная деятельность Информационная деятельность Поиск информации Интерпретация информации Решение задачи Создание сообщений Распространение информации Информационные системы
25 Автоматизированные информационные системы - предназначены для информационного обслуживания организованного непрерывного технологического процесса подготовки и выдачи научной, управленческой и др. информации потребителям, используемой для принятия решений, соответствии с их нуждами для поддержания эффективной деятельности
26 Основные технологические процессы АИС Другие ИС, АИС, внешние БД Сбор данных Обработка ручная Ввод данных Обработка машинная Хранение, обновление, поддержка Поиск информации Формирование выходных документов Анализ данных Принятие решений База данных Модель объекта Оператор Администратор Пользователь
27 Атрибуты системТипы систем фактографическиедокументальныеинтеллектуальныегипертекстовые Модель (структура) предметной области Структура БД (логическая и физическая) Содержание БД (структура стандартна) Структура и содержание БД (БЗ) Структура и содержание БЗ (ГБ) Информационная совокупность База данных (иногда файловая система ОС) База данныхБаза знанийСеть связей (гипербаза - ГБ) Единица информации Запись (агрегат данных жесткой структуры) Документ (агрегат данных диффузной структуры) Факт (константа), высказывание(пере менная) Узел сети ( запись, документ, факт), Связь (ссылка, тематическая, смысловая, родовидовая, причинно- следственная) физическая среда хранения информации Файловая система ОС Файловая система или фактографическая БД Файловая система ОС, фактографическая (или другого типа) БД Файловая система, БЗ.БД Ввод информацииЗагрузка БД Подсистема приобретения знаний Загрузка файлов или БД, или БЗ Вывод информации (входной язык) Пользовательский интерфейс (язык запросов) Пользовательский интерфейс (информационно- поисковый язык) Интерфейс пользователя, подсистема разъяснения результатов Навигатор сети или язык запросов Обработка (поиск) информации ОС или СУБДСУБД или программная оболочка АИПС СУБД или программная оболочка ЭС Гипермедиа-машина навигации Программные средства реализации Табличные СУБД и системы программировани я с элементами СУБД - ADABAS, FoxPro, Огас1е, MS SQL SERVER Программные оболочки АИПС – DPS, STAIRS, IRIS, IRBIS Оболочки ЭС (Shells) – EMYCIN, EXPERT, OPS, HEARSAY, EXSYS,Insight, ExpertEase NoteCards, Tektronix Neptune, ГипСи, Гиперметод, ГИПЕРНЕТ, Мета Дизайн
28 Разработка информационных систем Этапы разработки 1. Построение макета на основе концептуальных знаний по ПО. 2. Выделение информационных задач и разработка структур данных. 3. Реализация. Функции определяют основные особенности современной индустрии обработки информации. организуют управление и принятие решений существенно увеличивают качество, полноту, точность, достоверность и своевременность принимаемых решений. Функции ИС реализуются двумя классами задач: Информационные. Технологические. Диаграмма взаимосвязи объектов предметной области «Мониторинг атмосферы» ПриборСтанция размеще н собирае т Данные
29 Принципы организации Функционально-блочный Для каждого приложения разрабатывались либо независимо функционирующие продукты, либо использовались различные системы и пакеты. Эти системы и пакеты объединялись с помощью специальных интерфейсных модулей, которые должны отображать сложную структуру данных при переходе от одного функционального блока к другому и реализовывать сложный вычислительный процесс синхронизации разнородных систем для реализации целостности данных. При разработке ИС не ставится задача построения единой модели ПО. Программное обеспечение разрабатывается в отрыве друг от друга и в разное время. Использование разнородных программных средств, основанных на различных методологических подходах, не обеспечивает необходимого концептуального единства ИС, что отрицательно сказывается на её основных характеристиках. информационных систем
30 Принципы организации Концептуальное моделирование представляет собой структурированный процесс создания систем, который состоит из следующих шагов: 1. Анализ; 2. Проектирование; 3. Программирование; 4. Тестирование; 5. Внедрение. Методология проектирования предполагает 4 этапа: 1. Сбор и анализ информационных потребностей пользователей, и системный анализ предметной области; 2. Построение концептуальной модели предметной области; 3. Создание концептуальной модели базы данных; 4. Разработка системы с помощью инструментальных и программных средств (в основном используется СУБД). информационных систем
31 Концептуальное моделирование предметной области
32 Функциональная модель системы «Мониторинг атмосферы»
33 Виды технологий проектирования используется концепция диаграммного представления потоков данных, основное внимание уделяется операциям или действиям по обработке информации. особенности технологии: Потоки данных связываются отношениями, которые соответствуют процессам обмена информацией. между входными и выходными потоками устанавливаются не одинарные, а n-арные связи. простую модель предметной области, ориентированную на модель n-арной связи, очень удобно описывать CASE- операторами. информационных систем CASE-технология (Computer Aided Software Engineering)
34 ориентирована на концептуальное моделирование предметной области, макетирование и архитектуру существующих программных средств. особенности технологии: 1. Полный охват этапов всех циклов разработки информационной системы; 2. Параллельное и взаимосвязанное проектирование структур данных и обрабатывающих их информационных задач; 3. Поэтапное уточнение, детализация и формализация требований пользователей в процессе создания проекта системы; 4. Хранение всей информации о проекте на машинном носителе в виде словаря проектирования; Виды технологий проектирования информационных систем МПС-технология (Макет, Проект, Система)
35 Последовательность в разработке ИС в МПС- технологии Макет Проект Система Концептуальное проектирование Логическое проектирование Физическое проектирование Выделение информационных задач Построение сценария диалога Построение концептуальной модели ПО Реализация базы данных Реализация информационных процессов Реализация технологических процессов База знаний Словарь проектирования База данныхСловарь данных Предметная Область
36 Схема информационных потоков Единой областной системы мониторинга Вологодской области Департамент природных ресурсов Главный сервер ЕОСМ ГИС распределенного доступа Сервер ЦГСЭН Сервер ЦГМС Сервер ГО ЧС Сервер КПР Ведомственная информация Областная сеть росгидромета Районные и городские подразделения ЦГСЭН Департамент здравоохранения Текущие данные о поле ветра и температуре; Расчетная зона поражения от аварийных выбросов; Космические снимки высокого разрешения Инвентаризация выбросов в атмосферу и сбросов в воду; Регистр потенциально аварийных антропогенных объектов Мониторинг загрязнения воздуха и воды по данным сети наблюдения ГМС (текущие и осредненные) Расчетный мониторинг по промыш- ленным районам области (текущие и осредненные поля концентрации Ведомственная информация Представление информации на основе имеющихся соглашений и по специальным запросам
37 Формы представления документов
38 Обследование документов
39 Виды информации
40 Формат представления документов
41 Использование программных средств
42 Срочность (приоритет) информации
43 Предложения модернизации системы
44 ? Свойства информационной технологии как системы Понятие предметной области и модели предметной области Виды информации Способы организации представления предметной области в информационных технологиях Принципы организации информационных систем Виды технологий проектирования информационных систем