Автоматизированные информационные системы в экономике

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: