3. Информационные системы. Классификации информационных систем.

Информационная система— это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации для достижения цели управления. В современных условиях основным техническим средством обработки информации является персональный компьютер. Большинство современных информационных систем преобразуют не информацию, а данные. Поэтому часто их называют системами обработки данных.

Классификацию систем можно осуществить по разным критериям. Проводить ее жестко - невозможно, она зависит от цели и ресурсов. Приведем основные способы классификации (возможны и другие критерии классификации систем).

1.     По отношению системы к окружающей среде:

·         открытые (есть обмен ресурсами с окружающей средой);

·         закрытые (нет обмена ресурсами с окружающей средой).

2.     По происхождению системы (элементов, связей, подсистем):

·         искусственные (орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д.);

·         естественные (живые, неживые, экологические, социальные и т.д.);

·         виртуальные (воображаемые и, хотя реально не существующие, но функционирующие так же, как и в случае, если бы они существовали);

·         смешанные (экономические, биотехнические, организационные и т.д.).

3.     По описанию переменных системы:

·         с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание);

·         с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

·         смешанного (количественно-качественное) описания.

4.     По типу описания закона (законов) функционирования системы:

·         типа "Черный ящик" (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения);

·         не параметризованные (закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона);

·         параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

·         типа "Белый (прозрачный) ящик" (полностью известен закон).

5.     По способу управления системой (в системе):

·         управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

·         управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые - программно управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые - приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний, и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

·         с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).

3. Основные методы системного анализа

Методики, реализующие принципы системного анализа в конкретных условиях направлены на то, чтобы формализовать процесс исследования системы, а также процесс решения проблемы. Методика системного анализа разрабатывается и применяется в тех случаях, когда у исследователя нет достаточных сведений о системе, которые позволили бы выбрать адекватный метод формализованного представления системы. Общим для всех методик является формирование вариантов представления системы и выбор наилучшего варианта.

Наиболее полной классификацией является выделение следующих классов методов: · аналитические · статистические · теоретико-множественные · логические · лингвистические · семиотические · графические

Аналитические методы, которые позволяют описать ряд свойств многомерной и многосвязной системы отображаемой в виде одной единственной точки, совершающей движение в n-мерном пространстве. Это отображение осуществляется с помощью функции f(s) или посредством оператора (функционала) F(S). Также возможно отобразить точками две или более систем или их части и рассматривать взаимодействие этих точек. Каждая из этих точек совершает движение и имеет свое поведение в n-мерном пространстве. Это поведение точек в пространстве и их взаимодействие описывается аналитическими закономерностями, и может быть представлено в виде величин, функций, уравнений или системы уравнений. Аналитические методы являются основой классической математики (методы интегрального и дифференциального исчисления, поиска экстремума функции, вариационного исчисления и многие другие) и математического программирования (методы теории алгоритмом, теории игр и т.п.) Аналитические методы применяются лишь в том случае, когда свойства системы могут быть представлены в детерминированных параметрах или зависимостей между ними. Для сложных многокомпонентных, многокритериальных систем получение таких аналитических зависимостей не всегда возможно, поэтому требуется предварительное установление степени адекватности описания такой системы аналитическими методами. Поэтому, в данном случае необходимо создавать промежуточные, абстрактные модели, которые в определенной степени могут быть исследованы аналитическими методами или разрабатывать новые методы системного анализа.

Статистические методыпозволяют отобразить систему с помощью случайных (стохастических) событий, процессов, которые описываются соответствующими вероятностными (статистическими) характеристиками и статистическими закономерностями. В данном случае система представляется в виде «размытой» точки (области) в n-мерном пространстве, в которую переводится система, с учетом ее свойств, посредством оператора.

Статистические методы являются основой следующих теорий: вероятности, математической статистики, исследования операций, статистического имитационного моделирования. Применяются статистические методы для исследования сложных недетерминированных (саморазвивающихся, самообучающихся) систем. Статистические методы применяются в прикладной информатике для создания программ моделирования различных систем. Это - прежде всего методы теорий: распознавания образов, стохастического программирования, массового обслуживания и статистического анализа. Теоретико-множественные методы представления систем являются основой построения общей теории систем по М. Месаровичу. Методы, которые позволяют описывать систему в универсальных общих понятиях «множество», «элемент множества» и «отношения на множествах». Множества могут задаваться двумя способами: перечислением элементов (,,..) и названия характеристического свойства (имя, отражающее это свойство) – например А,В. При использовании таких методов допускается введение любых отношений между элементами, на основе математической логики. Математическая логика является формальным языком описания отношений между элементами, относящими к разным множествам. Теоретико-множественные методы позволяют описывать сложные системы в формальном языке моделирования. Эти методы используются в том случае, когда большая и сложная система не может быть представлена лишь методами одной предметной области, а требует взаимопонимание между специалистами разных наук. Теоретико-множественные методы системного анализа становятся основой развития новых языков программирования и автоматизации проектирования систем, которые применяются в прикладной информатике.

Логические методы являются языком описания систем в понятиях алгебры логики, которая лежит в основе функционирования микроэлементов любого компьютера. Наибольшее распространение логические методы получили под названием Булевой алгебры, как бинарного представления о состоянии элементарных схем ЭВМ. Основными понятиями алгебры логики являются такие как:высказывания, предикат, логические операции (функции сочетания, логического сложения, вычитания, умножения, отрицания и т.п.). Логические методы позволяют описывать систему в виде более простых структур на основе законов математической логики. Каждое состояние элемента рассматривается в качестве 1 или 0.На базе таких методов развиваются новые теории формального описания систем в теориях логического анализа, теории автоматов. Все эти методы расширяют возможность применения системного анализа и синтеза в прикладной информатике. Эти методы используются для создания моделей сложных систем, адекватных законом математической логики построения устойчивых структур.

Лингвистические, семиотические методы предназначены для создания специальных языков описания систем в виде понятийтезауруса (множества смысловыражающих элементов языка с заданными смысловыми отношениями и связями). Лингвистические методы используются в прикладной информатике для формального представления правил (грамматики) соединения понятий в содержание смысловых выражений.Семиотикабазируется на понятиях символ (знак), знаковая система, знаковая ситуация, т.е. для символического описания содержания в вычислительной технике.

Графические методы позволяют наглядно отображать объект в виде образа системы, ее структуры и связей в обобщенном виде. Графические методы могут быть линейно-плоскостными и объемными. Наиболее употребляемые методы изображения системы в виде графики Ганта, диаграмм, гистограмм, рисунков и структурных схем. Графические представления наиболее наглядно позволяют описать ситуацию или процесс для принятия решения в динамично меняющихся условиях. Такие методы применяются для структурно-функционального анализа сложных систем и происходящих в них процессах, особенно при моделировании информационно-управляющих систем. В таких системах необходимо учитывать взаимодействие человека и структурных организаций, технических устройств. Графические методы широко применяются на практике для получения управляющих решений на основе сетевого планирования.

В системном исследовании, как правило, используются все типы методов. На каждом этапе исследования автор выбирает те или иные методы, которые при наилучшем сочетании позволяют создать аргументированную и доказательную платформу исследования. Поэтому применение тех или иных методов системного анализа является делом научного творчества и основой для новых научных открытий.