11 класс (ИТ) Урок 18 Тема урока: Поняття інформаційної системи (ІС). Склад іс. Класифікація інформаційних систем



Скачать 157.7 Kb.
Дата13.05.2016
Размер157.7 Kb.
ТипУрок

Тема 3. Інформаційні системи (14 год.)

3.1. Теоретичні основи інформаційних систем (4 год.)


11 класс (ИТ)

Урок 18


Тема урока: Поняття інформаційної системи (ІС). Склад ІС. Класифікація інформаційних систем.

Тип урока: изучение и первичное закрепление знаний.

Цели урока:Учащиеся должны получить


  • Уявлення про призначення та склад інформаційної системи;

  • функції систем управління базами даних;

  • можливості автономних і мережевих ІС.

Учащиеся должны знать:

  • Структуру реляційної моделі даних;

  • класифікаційні ознаки ІС;

  • сутность зв'язування таблиць.

  • основні характеристики та можливості СУБД;

  • сутность проектування БД;

  • порядок створення БД;

  • властивості полів та типів даних;

  • методи пошуку та сортування даних.

Ход урока

І. Актуализация опорных знаний. Мотивация учебной деятельности.

До появления вычислительной техники вся информация сохранялась в письменном или печатном виде. Однако, чем больше были объемы информации, которыми человек должен был оперировать, тем острее становился вопрос хранения информации и ее обработки. Информация предназначена для обработки, называется данными. Для автоматизации обработки используют компьютер. Данные организуют специальным образом - в виде баз данных.

Пользуетесь ли вы базами данных? Можно ли назвать записную книжку базой данных? Дневник? Газету? Компакт-диск? Поисковые службы Internet? Различные архивы? Бухгалтерские документы? Расписание движения поездов? Заказы покупателей в магазине? Наличие товара на складе?

ІІІ. Усвоение новых знаний.

Основні ідеї сучасної інформаційної технології базуються на концепції баз даних (БД). Відповідно до даної концепції основою інформаційної технології є дані, організовані в БД, що адекватно відбивають реалії дійсності в тій або іншій предметній області, і які забезпечують користувача актуальною інформацією у відповідній предметній області.

При самому загальному підході ІС можна визначити як сукупність організаційних і технічних засобів для збереження та обробки інформації з метою забезпечення інформаційних потреб користувачів (абонентів). Таке визначення може бути задовільним тільки при самій узагальненій і неформальній точці зору і підлягає подальшому уточненню.

ІС здавна знаходять (в тому чи іншому вигляді) досить широке застосування в життєдіяльності людства. Це пов'язано з тим, що для існування цивілізації необхідним є обмін інформацією - передача знань, як між окремими членами і колективами суспільства, так і між різними поколіннями.

Найдавнішими і найпоширенішими ІС слід вважати бібліотеки. І, дійсно, здавна в бібліотеках збирають книжки (або їх аналоги), зберігають їх, дотримуючись певних правил, створюють каталоги різного призначення для полегшення доступу до книжкового фонду. Видаються спеціальні журнали та довідники, що інформують про нові надходження, ведеться облік видачі.

Ще один приклад. На великому сучасному підприємстві в тому чи іншому вигляді повинна існувати інформаційна система. Для забезпечення якісного управління потрібно знати (можливо з різним ступенем оперативності) об'єм запасів тієї чи іншої сировини, скільки і якої вироблено продукції, скільки споживається електроенергії, який цех що виробляє і що потребує, та багато іншої інформації, яка стосується виробничих питань. Крім цього, профспілкам необхідні відомості про потреби співробітників у соціально-побутовій, медично-оздоровчій сферах, тощо. Для обробки всіх таких даних потрібні певні організаційні і технічні засоби, тобто ІС.

До цього моменту мова йшла про інформаційні системи без врахування способу їх реалізації. Найстаріші ( у моральному і у фізичному розумінні) системи повністю базувалися на ручній праці. Пізніше їм на зміну прийшли різні механічні пристрої для обробки даних (наприклад, для сортування, копіювання, асоціативного пошуку, тощо). Наступним кроком стало впровадження автоматизованих інформаційних систем (АІС), тобто систем, де для забезпечення інформаційних потреб користувачів використовується ЕОМ зі своїми носіями інформації. В наш час - епоху інформаційного вибуху - розроблюється і впроваджується велика кількість самих різноманітних АІСів з дуже широким спектром використання.

2. Поняття бази даних.

Зауважимо, що в літературних джерелах існує багато описів поняття бази даних, що зовні значно відрізняються один від одного, акцентуючи увагу на тій чи іншій рисі об'єкта опису, але по своїй суті вони достатньо близькі.

База даних (БД) -- це сукупність взаємозв'язаних даних, що зберігаються разом. Основними та невід'ємними властивостями БД є такі:

- для даних допускається така мінімальна надлишковість, яка сприяє їх оптимальному використанню в одному чи кількох застосуваннях;

- незалежність даних від програм;

- для пошуку та модифікації даних використовуються спільні механізми;

- як правило, у складі БД існують засоби для підтримки її цілісності та захисту від неавторизованого доступу

В комп’ютері , наприклад, можна зберігати прізвища та адреси друзів, або клієнтів. Можливо, ви зберігаєте усі свої листи, і вони сгруповані по адресатам, а можливо, у вас є набір файлів з фінансовими даними: отриманими, або виставленими рахунками, витратами по чековій книжці, або балансам.

Один із типів баз даних – це документи, набрані за допомогою текстових редакторів та сгруповані по темах. Інший тип–файли електронних таблиць, об’єднані в групи по характеру використання.

Якщо ви організована людина,то спеціальна структура каталогів та підкталогів, можливо, допоможе вам впоратись з кількома сотнями електронних таблиць. В цьому випадку ви є диспетчером бази даних. Але що робити, коли виконувана вами задача стає надто великою? Як зібрати інформацію про всіх клієнтів та їх замовленнях, якщо дані розкидані по окремих текстових файлах та електронних таблицях? Як зберегти зв’язки між файлами при введені нової інформації? Як переконатися,що дані введені правильно? Що робити , коли одна і та ж інформація може знадобитися одразу кільком користувачам, але при цьому не можна допустити, щоб дві людини одночасно змінювали одні і тіж дані? Коли з’являються подібні проблеми, вам потрібна система управління базами даних.(СУБД)



Информационные системы.

Основы создания и функционирования ИС.

ИС- коммуникационная система по сбору, передаче и обработке информации об объекте, снабжающая работников различного ранга информацией для реализации функций управления. В общем виде система охватывает комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое в интересах цели. Система включает компоненты: структура системы

- множество элементов системы и взаимосвязи между ними,

-функция каждого элемента системы,

-цели и ограничения системы и ее отдельных элементов (материальные и информационные потоки поступающие в систему или вводимые ею,- вход и выход каждого элемента системы). Каждая система обладает свойствами: - делимости и целостности. Делимость – систему можно представить состоящих из относительно самостоятельных частей (подсистем) каждая из которых, может рассматриваться как система. Это упрощает анализ разработку внедрение и эксплуатацию. Свойство целостности – указывает на согласование целей функционирования всей системы с целями функций ее подсистем и элементов. ИС создается для конкретного объекта. Эффективная ИС принимает во внимание различие между уровнями управления, сферами действий, а так же внешними обстоятельствами и дает каждому уровню управления только ту информацию которая ему необходима для эффективной реализации функций управления. Внедрение ИС производится с целью повышения эффективности производственно хозяйственной деятельности за счет не только обработки и хранения информации но и за счет применения новых методов управления основанных на моделировании действий специалиста фирмы при принятии решения за счет методов искусственного интеллекта, экспертных систем, средств телекоммуникаций, глобальных и локальных сетей и т.д.

Классификация ИС

ИС делятся на две группы:

- система информационного обеспечения – системы имеющие самостоятельное целевое назначение и область применения,

-система информационного обеспечения (входят в состав любой автоматизированной системы управления). Они являются важнейшими компонентами систем автоматизированного проектирования, автоматических систем научного исследования, К числу ИС имеющих самостоятельное назначение: -информационные поисковые системы, -инф справочные системы. Принципы информационной технологии: - обеспечение конечного пользователя с инф системой на профессиональном ограниченном естественном языке, представление входной и результатной инф в привычном для пользователя виде – обеспечение возможности решения задач планирования, управления, проектирования подготовки производства и научных исследований по их постановке и исходным данных вне зависимости от сложности и наличия математических моделей этих задач – создание конечному пользователю таких условий работы при которых он осуществляет процессы управления, проектирования и поиска новых решений в режиме активного расширяющегося диалога с ЭВМ используя проф опыт и принимая решение одновременно по множеству критериев.

На три класса систем:

1 Интеллектуальные-диалоговые (вопрос/ответ),

2 расчетно-логические(системы принятия решения),

3 экспертные системы.

Системы принятия решения – это системы которые использует программа реализующая модели принятия решения в конкретных задачах, возникающих у людей в их проф деятельности. Сущность задачи- выбор некоторого подмножества из множества альтернатив или в их упорядочивании. Интел-диалог – предназначены для поиска методов решения интеллектуальных задач с применением новых информационных технологий использование БД и БЗнаний. Экспертная система – система способная заменить эксперта при решении некоторых задач. От степени автоматизации: - информационные, - инф советующие, - управляющие, - самонастраивающиеся системы управления. Инф система включает всю необходимую информацию для выработки решений не касаясь самого существа решений, т.е. после анализа решение принимает человек. Информационная советующая система представляет информацию для принятия решения содержащая элементы оценки решений, окончательное решение человек. Управляющая система на основании исходной информации и выработанных решений осуществляет по заданным программам воздействие на производственный процесс с целью приведения его к заданному состоянию. Самонастраивающаяся система может в пределах разработанного алгоритма изменить программу при ситуациях не соответствующих заданной программе выработанных решений.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИТ- система методов и способов сбора накопления, хранения, поиска, обработки и выдачи информации. Как и всякая технология инф технология включает набор материальных средств (носители информации, технические средства изменения его состояния, обработки передачи и т.д). Экономическая инф подвергается всем процедурам преобразования, но некоторые процедуры могут и отсутствовать, различная последовательность выполнения, некоторые процедуры могут повторяться. Технологический процесс автоматизированной обработки эк инф можно Основная цель разработчика - создание ЭИС. На предпроектной стадии проводит обследование объекта, обрабатывает материалы обследования, определяет задачи, комплексы задач, подлежащие автоматизации, определяет экономическую эффективность. На стадии ТП разрабатывает док-цию ТП, в соответствии с утвержденным ТЗ осуществляет методическое руководство работами по созданию классификаторов, внедрению унифицированных систем док-ции, разрабатывает структуру информационной базы, принимает участие в обучении персонала заказчика. На стадии рабочей док-ции осуществляет разработку программного обеспечения, генерацию рабочих программ, участвует в разработке должностных инструкций управленческого персонала, технологических инструкций пользователя.


Информационные системы будущего

Информационные системы не существуют сами по себе. Они призваны обслуживать человека с точки зрения предоставления различного рода данных для принятия тех или иных решений. Технологические революции второй половины двадцатого столетия породили огромное количество разнородных знаний со значительной степенью взаимовлияния. Подобное влияние стало усиливаться по мере широкого распространения коммуникационных каналов. Множественные знания стали доступны миллионам людей, меняя картину информационного пространства. Сами знания стали при этом материальной частью реального мира и обладают конкретной стоимостью, которую вполне можно выразить посредством оценки эффективности управленческих решений. Уже в настоящее время никого не удивляет тот факт, что исходные материалы не сосредоточены в одном месте, а могут принадлежать различным учреждениям, компаниям, некоммерческим структурам и пр. Поэтому информационные системы будущих поколений это территориально распределенные системы разнородных данных. У ИС такого рода имеются неоспоримые преимущества:

высокая степень надежности сохранения данных за счёт их размещения в различных географических точках;

возможность применения распределенных моделей политики безопасности, что повышает устойчивость ИС к информационным атакам;

использование механизмов репликаций позволяет синхронизировать данные, пополняемые из различных источников.

Следует подчеркнуть, что ИС такого рода нельзя воспринимать как единый программный продукт, нацеленный на выполнение ряда конкретных задач. Скорее это совокупность технологий позволяющая использовать распределенную систему управления знаниями. Как правило, такая система должна решать ряд целевых задач, совокупность которых позволяет принимать определенные решения. Основные цели и соответствующие им технологии представлены в таблице.



Цели

Технологии

Сбор и хранение информации,

Обмен сообщениями,

Эффективное использование имеющейся информации,

Борьба с “информационным хаосом” и “информационным голодом”,

Повторное использование чужого опыта.


Сетевые (Internet, Intranet, Extranet),

Информационных систем и баз данных,

Поиска, добычи, извлечения и представления знаний,

Электронной почты,

Управления документами,

Хранилищ данных,

Совместной работы и распределенного обучения,

Искусственного интеллекта (базы знаний, экспертные системы, системы поддержки принятия решений).



Анализируя пункты, перечисленные в таблице можно представить себе информационную систему как технико-интеллектуальный трехслойный комплекс.

Первый слой является техническим фундаментом ИС. Его составляют мощные серверы и многократно дублируемые каналы, а также совокупность иных технических средств, посредством которых можно получать и отображать запрашиваемую информацию.

Второй слой это всякого рода программные продукты, предназначенные для поиска, получения и представления данных.

И, наконец, третий слой и есть квинтэссенция информационной системы будущего. Её, если можно так выразиться, мозг, интеллектуальный уровень. Подсистемы этого уровня призваны взаимодействовать с хранилищами данных, системами документооборота, различными сервисами и представлять конечную информацию пользователю. При этом следует учитывать ряд важных факторов. Так, например, компания Lotus Development при разработке программных продуктов отвечающих концепции управления знаниями обратила внимание на то, что технологии играют определенную роль при управлении знаниями, но сами по себе не решают проблемы, это только инструментарий для представления знаний. Управление знаниями это гораздо больше, чем просто приложения и технологии. Необходимо соотнесение стратегии управления знаниями с ключевыми аспектами стратегии деятельности в тех или иных областях. В свою очередь накопление знаний приводит к процессу интенсификации процесса генерации новых идей, которые по принципу обратной связи оказывают влияние на остальные пласты информации. Кроме прочего ясно, что управление знаниями это определенный элемент культуры и не только информационной. То есть сама информационная система должна отражать некие реальные потребности людей и их уровень адекватного восприятия полученных результатов.

Даже на первый взгляд, очевидно, что третий уровень ИС исключительно сложен и не может быть решен путем создания каких-либо однозначных алгоритмов. В целом процессы третьего уровня системы можно представить себе следующим образом: имеются искатели знания, которые связываются с источником знания, посредством различных механизмов, и, в конечном итоге, получают это знание. Искателями знаний могут выступать как человек, так и различные подсистемы, нуждающиеся в данных. Важно отметить, что роль подобной информационной системы заключается не в тривиальном подключении искателя к источнику знаний, а в создании некоего мощного механизма обработки знаний с целью оказания существенной помощи при принятии решений. Поэтому искатель знаний черпает данные из, так называемых, хранилищ знаний, которые представляют собой массивы информации самого различного назначения. Понятно, что обширный информационный поток скорее затрудняет принятие решений, нежели облегчает этот процесс. Поэтому особое место в построении третьего уровня ИС играют экспертные системы и системы поддержки принятия решений. На этом аспекте построения информационных систем будущего следует остановиться особо.

В общем случае экспертная система должна вырабатывать качественные уведомления, диагнозы и рекомендации для решения реальных проблем. Экспертные системы решают реальные проблемы, которые обычно встают перед специалистом в какой либо области. В настоящее время такие системы, а их разработано немало, помогают в решении задач достаточно подготовленному персоналу. В будущем такие системы, в результате своей эволюции, должны предоставлять сервисы, широкому кругу рядовых пользователей не требуя от него глубокой подготовки в запрашиваемой области. Заметим, что человеческие знания по своей сути многогранны и в большой степени отвечают критериям теории нечеткой логики. Как известно, классическая логика оперирует только с двумя значениями: истина и ложь. Однако этими двумя значениями довольно сложно представить (можно, но громоздко) большое количество реальных задач. Поэтому для их решения был разработан специальный математический аппарат, называемый нечеткой логикой. Основным отличием нечеткой логики от классической, как явствует из названия, является наличие не только двух классических состояний (значений), но и ряда промежуточных. Задачи, стоящие перед человеком в различных областях знаний являются по своей природе слишком сложными и многогранными для того, чтобы использовать для их решения только точные, хорошо определенные модели и алгоритмы.

Многие понятия, вследствие

- человеческого мышления;

- приближенного характера умозаключений;

- лингвистического их описания;

являются нечеткими по своей природе и требуют для своего описания соответствующего аппарата. Им и является аппарат теории нечетких множеств. В настоящее время этот математический аппарат наиболее полно отвечает основным потребностям человека при создании различных экспертных систем и систем принятия решений. На нынешнем этапе алгоритмы, основанные на этой теории, нашли наибольшее применение в таких видах человеческой деятельности:

нелинейный контроль за процессами (производство);

самообучающиеся системы (или классификаторы) , исследование рисковых и критических ситуаций;

распознавание образов;

финансовый анализ (рынки ценных бумаг);

исследование данных (корпоративные хранилища);

совершенствование стратегий управления и координации действий, например сложное промышленное производство.

Как легко заметить из анализа вышеперечисленных пунктов уже в настоящее время системы принятия решений охватывают достаточно обширные взаимопересекающиеся интеллектуальные области. Недостатки таких систем кроются, как правило, в их узкоспециализированной направленности, но при этом не стоит забывать, что это всего лишь начальный этап развития мощных инструментов обработки и представления знаний.

Здесь мы обращаемся к вопросу пополнения хранилищ знаний. Этот вопрос можно разбить на два основных направления:

непосредственно пополнение хранилищ знаний;

работа с экспертами в различных областях для создания систем принятия решений.

Рассмотрим каждое из них. В многомерной информационной системе источники для хранилищ знаний будут заполняться децентрализовано. То есть имеется масса каналов, по которым информация поступает для накопления и дальнейшей обработки. Имеется огромное количество физических мест хранения информации. Вместе с тем, широко известна проблема, возникающая при работе с большими базами данных. Это проблема пополнения БД. В том случае если БД заполняется автоматически, то данные, содержащиеся в ней, отличаются систематизированностью и полнотой. Если заполнение баз связано с “человеческим фактором”, то часто возникают проблемы связанные с несвоевременным поступлением информации или с неточностями в данных. Однако перевести поступление информации на полностью автоматический уровень в ряде отраслей не представляется возможным. Этот недостаток отчасти можно восполнить с помощью развитых механизмов репликации непротиворечивых данных. Это косвенно подтверждается тем, что различные группы людей часто работают над одними и теми же проблемами, занимаются внесением похожей информации и, при правильном алгоритмическом подходе, возможно слияние этих данных, их взаимоконтроль и взаимодополнение.

Второе направление это создание экспертных систем на основе работы со специалистами(экспертами) в конкретных сферах производства. Для формирования облика экспертной системы нужно сначала извлечь подходящее знание из человека - эксперта. Такое знание по своей природе является скорее чисто эвристическим, а не абсолютным, содержанием которого являются несомненные факты. Эксперту вообще очень трудно выразить точно, какое знание и правила, он использует для решения проблемы. Многое выполняется почти подсознательно или кажется настолько очевидным, что даже не упоминается. Особенно важна разработка первоначального прототипа, основанного на реальных знаниях почерпнутых из различных источников, а затем последовательно совершенствовать прототип, основываясь на обратной связи, как с экспертом, так и с потенциальными потребителями экспертной системы.

Для выполнения такой итерационной разработки прототипа важно, чтобы экспертная система была написана таким образом, что ее можно легко изменять. Система должна быть способна квалифицированно объяснять свои рассуждения конечному потребителю в процессе получения решения.

Следует отметить, что при создании ИС новых поколений весьма значимое место занимают наработки человеческого разума по созданию и использованию различных систем обработки информации. На начальных этапах информационной эры больше беспокоились об оптимизации алгоритмов для повышения скорости вычислений (собственно для этого и были созданы компьютеры) и мало задумывались о таких понятиях, как масштабируемость, взаимодействие с другими системами в гетерогенной сетевой среде, переносимость на другие аппаратные платформы. В тоже время невозможно единовременно отказаться от использования устаревших (унаследованных) систем в силу их широкого распространения и значительных вложений с целями модернизации. Кроме того, эффективность подобных инвестиций отнюдь не очевидна на начальном этапе модернизации систем.

Поэтому интеграция самых разных информационных систем используемых сейчас, а также тех, которые только предстоит создать одна из немаловажных проблем, открывающихся при попытке осознать, что из себя должна представлять ИС будущего.



В заключение хочется отметить, что любая самая сложная и высокоэффективная система является следствием реальных потребностей людей на том или ином временном отрезке. Поэтому облик ИС будущих поколений будет напрямую зависеть от направления развития человечества в целом.

ІI. Домашнее задание

    • Выучить определение: база данных, ИПС, СУБД.

    • Знать модели баз данных, уметь изобразить их вид в блок-схеме.

    • Придумать и нарисовать в тетради блок-схему конкретной сетевой и иерархической базы данных. Нарисовать придуманные блок - схемы на листе формата А4  (создание дидактического материала)

    • Построить их реляционные модели.




Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница