Зацерковний В.І. та ін. ГІС та бази даних

тими, хто їх використовує, їх корисності та цінності для інтерпретатора (зв’язок з денотатом – зв’язок із реальним світом).

Важливими умовами практичного використання інформації є її своєчасність і адекватність. Адекватність задає певний рівень відповідності побудованого на основі отриманої інформації образу реального об’єкта.

Адекватність виражають у трьох основних формах:

–синтаксична адекватність – визначає процес передачі інформації (швидкість, точність, систему кодування, наявність перешкод тощо);

–семантична адекватність – враховує зміст переданої інформації, відповідність образу об’єкта його реальному аналогові;

–прагматична адекватність – визначає відповідність отриманої інформації меті управління, яка реалізується на її базі.

Щоб краще усвідомити ці поняття, проаналізуємо приклад із життя. Припустимо, що Ви є провідним фахівцем фірми, яка працює на ринку створення програмних засобів для інформаційних систем (ІС). Ви отримуєте запрошення відвідати виставку програмного забезпечення. Запрошення містить певну інформацію про місце, час проведення виставки, склад учасників тощо.

Для задоволення вимог синтаксичної адекватності бланк запрошення повинен бути цілим, бажано виготовленим зі щільного паперу, шрифт – читабельним тощо. Тут йде мова про процес передачі повідомлення, однак, що саме надруковано на бланку, з позицій синтаксичної адекватності, нікого не турбує.

Семантична (змістовна) адекватність вимагає, щоб зміст повідом-

лення в запрошенні відповідав дійсності, тобто збігалися номери павільйонів, імена учасників, розклад заходів тощо.

Прагматична адекватність визначається корисністю повідомлень

узапрошенні. Якщо, керуючись запрошенням, Ви швидко знайдете потрібний павільйон, своєчасно потрапите на семінар і, таким чином, заощадите свій час і нерви, значить, ця інформація є корисною, а вимоги прагматичної адекватності будуть виконані.

Зміст інформації визначається конкретними потребами. Якщо запрошення з певних причин буде отримано після закриття виставки, то інформація в запрошенні втратить свою актуальність, а це означає, що вона даремна, оскільки цією інформацією не можна скористатися.

Чим точніше визначаються потреби в інформації кожного, тим якісніше вона може бути підготовлена, тим більш кваліфікованими можуть бути управлінські рішення, прийняті на її основі. Тому будь-яка робота зі створення інформації починається з визначення потреб у ній, і тільки після цього починається опрацювання необхідних даних і створення потрібної інформації.

До інформації висувають такі основні вимоги:

–точність (забезпечення однозначного сприйняття всіма споживачами);

21

–достовірність (визначення припустимого рівня можливого спотворення як вхідних даних, так і результуючої інформації в цілому);

–оперативність – для забезпечення своєчасності прийняття рішень. Тільки вчасно отримана інформація може принести необхідну користь. Неактуальною інформація може бути з двох причин: вона може бути застарілою (торішня газета) або незначною, непотрібною (наприклад, повідомлення про те, що в Гондурасі на 5 % знижені ціни на банани);

–повнота (якщо її достатньо для розуміння і прийняття рішення);

–корисність (оцінюється завданнями, які можна вирішити за її допомогою).

Будь-які неточності й похибки в інформації можуть призвести до дезорієнтації і неправильних дій. Тому при створенні будь-якої ІС особлива увага повинна приділятись забезпеченню високої точності та достовірності інформації, а це, у свою чергу, залежить від правильності первинних даних, на яких ґрунтується інформація.

Інформація про предмети, явища може бути представлена в різних формах (текст у газеті, радіоповідомлення, умовна картинка в календарі або на екрані телевізора, умовні жести та звуки тощо).

Інформацію можна класифікувати:

–за функціями в процесі управління. За цим критерієм інформацію поділяють на чотири підгрупи:

• фактичну (характеризує процеси і явища, які вже відбулися (здійснилися));

• планову (описує ті процеси і явища, які повинні відбутися за певний проміжок часу);

• нормативну (інформація, яка регламентує явища та процеси, що відбуваються в навколишньому світі);

• довідково-табличну (інформація, яка надає докладні характеристики досліджуваних об’єктів, процесів і явищ);

–за відношенням до системи. Тут розрізняють вісім підгруп:

•внутрішня (надходить до апарату управління від власних структурних підрозділів);

•зовнішня (надходить від інших підприємств і організацій);

•вхідна (інформація, що надходить до об’єкта управління);

•вихідна (інформація, що виробляється і виходить з об’єкта управ-

ління);

•активна (інформація, що використовується в процесі управління);

•пасивна (інформація, щоневикористовуєтьсяв процесі управління);

•оперативна (інформація, що характеризує стан об’єкта на даний проміжок часу);

•поточна (інформація, що описує процес управління протягом деякого проміжку часу);

22

– за ступенем стабільності інформацію поділяють на дві основні підгрупи:

•умовно-постійну (інформація, яка не змінюється протягом тривалого періоду);

•змінно-перемінну (інформація, яка протягом тривалого періоду зазнає певних зміни).

1.2. Інформаційні системи, їх класифікація та складові

Інформаційна система (ІС) – це комплекс методів і засобів збору, накопичення, збереження, обробки, аналізу даних для отримання інформації, корисної для прийняття рішень.

Класифікувати ІС можна за різними характеристиками, наприклад,

за функціональною ознакою, за рівнем управління, за характером використання інформації, за сферою застосування, за способом організації, за ступенем автоматизації тощо.

Класифікація ІС за функціональною ознакою представлена на рис. 1.3. Класифікація ІС за рівнем управління виділяє:

•ІС оперативного (операційного) рівня – бухгалтерські, банківських депозитів, обробки замовлень, реєстрації квитків, виплати зарплати тощо;

•ІС фахівців – офісна автоматизація, обробка знань (включаючи експертні системи);

•ІС тактичного рівня (середня ланка) – моніторинг, адміністрування, контроль, прийняття рішень;

•ІС стратегічного рівня – формулювання цілей, стратегічне планування.

ІС оперативного (операційного) рівня підтримує фахівців-виконав-

ців, опрацьовуючи дані про угоди й події (рахунки, накладні, зарплату, кредити, потік сировини й матеріалів). Призначення ІС цього рівня – відповідати на запити про поточний стан і відслідковувати потік операцій на підприємстві (фірмі) в процесі оперативного управління. Щоб з цим справлятися, ІС повинна бути доступною, безперервно діючою й надавати точну інформацію.

Задачі, цілі та джерела інформації на оперативному рівні заздалегідь визначені та в значній мірі структуровані. Розв’язок задачі при цьому запрограмований за певним алгоритмом.

ІС оперативного рівня є сполучною ланкою між підприємством й зовнішнім середовищем.

Якщо система працює неефективно, то організація або не отримує інформації ззовні, або не видає інформацію. Крім того, система – це основний постачальник інформації для інших типів ІС в організації, оскільки містить як оперативну, так і архівну інформацію.

23

24

Рис. 1.3. Класифікація ІС за функціональною ознакою

24

ІС фахівців допомагають спеціалістам, які працюють із даними, підвищують їх продуктивність і продуктивність роботи. Задача подібних ІС – інтеграція нових відомостей у організацію та допомога в обробці паперових документів.

ІС офісної автоматизації внаслідок своєї простоти та багатопрофільності активно використовуються працівниками будь-якого організаційного рівня. Найчастіше їх застосовують працівники середньої кваліфікації: бухгалтери, секретарі, чиновники, оператори. Основною метою є обробка даних, підвищення ефективності їх роботи та спрощення рутинної праці. ІС офісної автоматизації зв’язують воєдино працівників інформаційної сфери у різних регіонах і допомагають підтримувати зв’язок з покупцями, замовниками й іншими організаціями. Їх діяльність, головним чином, охоплює управління документацією, комунікаціями, складанням розкладів тощо.

Ці системи виконують функції:

•обробка текстів на комп’ютерах за допомогою різних текстових процесорів (редакторів);

•виготовлення високоякісної друкованої продукції;

•архівація документів;

•розробка електронних календарів та записних книжок для ведення ділової інформації;

•ведення аудіо- й електронної пошти;

•проведення відео- і телеконференцій.

ІС обробки знань, у тому числі й експертні системи, вбирають у себе знання, необхідні інженерам, юристам, ученим при розробці або створенні нового продукту. Їх робота полягає в створенні нової інформації та нових знань. Так, наприклад, існуючі спеціалізовані робочі станції з інженерного і наукового проектування дозволяють забезпечити високий рівень технічних розробок.

ІС тактичного рівня (середня ланка). Основним призначенням таких систем є:

–порівняння поточних показників з минулими показниками;

–складання періодичних звітів за певний час (а не видача звітів за поточними подіями, як на оперативному рівні);

–забезпечення доступу до архівної інформації тощо.

Системи підтримки прийняття рішень (СППР) обслуговують част-

ково структуровані задачі, результати яких важко спрогнозувати заздалегідь (мають більш потужний аналітичний апарат з декількома моделями). Інформацію отримують з управлінських і операційних ІС.

Ці системи використовують менеджери, фахівці, аналітики, керівники та ін.

СППР забезпечують розв’язання проблем, розвиток яких важко прогнозувати. Зазвичай СППР мають у своєму арсеналі складні інструментальні

25

засоби моделювання й аналізу, дозволяють легко змінювати постановки розв’язуваних задач і вхідні дані, відрізняються гнучкістю та легко адаптуються до змін умов декілька разів на добу, мають технологію, максимально орієнтовану на користувача.

ІС стратегічного рівня. Розвиток і успіх будь-яких організацій (фірм) багато в чому визначаються їх стратегією. Під стратегією розуміють набір методів і засобів розв’язання перспективних довгострокових задач. У цьому контексті необхідно сприймати й поняття "стратегічний метод", "стратегічний засіб", "стратегічна система".

Стратегічна ІС – комп’ютерна ІС, яка забезпечує підтримку прийняття рішень із реалізації перспективних стратегічних цілей розвитку організації.

Класифікація ІС за характером використання інформації передбачає поділ ІС на:

•інформаційно-пошукові системи, що забезпечують введення, сис-

тематизацію, збереження та видачу інформації на запит користувача без складних перетворень даних (інформаційно-пошукова система в бібліотеці,

взалізничних, автобусних та авіакасах);

•інформаційно-лічильні системи, які здійснюють усі операції опрацювання інформації за певним алгоритмом. Серед них виділяють керуючі та порадні системи, що відрізняються рівнем впливу опрацьованої інформації на процес прийняття рішень;

•керуючі ІС виробляють інформацію, на підставі якої особа приймає рішення. Для цих систем характерними є задачі розрахункового типу та обробка великих обсягів даних. Прикладом можуть слугувати система оперативного планування випуску продукції, система бухгалтерського обліку тощо;

•порадні ІС виробляють інформацію, яка людиною береться до уваги і не перетворюється негайно в серію конкретних дій. Ці системи володіють більш високим ступенем інтелекту, оскільки для них характерна обробка знань, а не даних.

Класифікація ІС за характером застосування інформації дозволяє виділити:

•ІС організаційного управління, які призначені для автоматизації функцій управлінського персоналу. Враховуючи найбільш широке застосування та розмаїття цього класу систем, часто будь-які ІС розуміють саме

вданому значенні. До цього класу відносять ІС управління як промисловими підприємствами, так і непромисловими об’єктами: готелями, банками, торгівельними фірмами тощо;

•ІС управління технологічними процесами, призначенням яких є ав-

томатизація функцій виробничого персоналу. Широко використовуються, наприклад, при організації потокових ліній, виготовленні мікросхем, у

26

процесі складальних операцій, для підтримки технологічного процесу в металургійній і машинобудівній галузях;

•ІС автоматизованого проектування, призначенням яких є авто-

матизація праці інженерів-проектувальників, конструкторів, архітекторів, дизайнерів у процесі створення нової техніки або технології. Основними функціями подібних систем є інженерні розрахунки, створення графічної документації (креслень, схем, планів), створення проектної документації, моделювання проектованих об’єктів тощо;

•Інтегровані (корпоративні) ІС, які використовуються для автоматизації всіх функцій підприємства й охоплюють увесь цикл робіт від проектування до збуту продукції. Створення таких систем процес досить складний, оскільки вимагає системного підходу з позицій головної цілі, наприклад, отримання прибутку, завоювання ринку збуту тощо. Такий підхід може привести до істотних змін у самій структурі фірми, на що може зважитися не кожний керуючий або менеджер.

Класифікація ІС за способом організації виділяє:

– системи на основі архітектури "файл-сервер";

– системи на основі архітектури "клієнт-сервер";

– системи на основі багаторівневої архітектури;

– системи на основі інтернет / інтранет-технологій. Класифікація ІС за ступенем автоматизації дозволяє виділити:

•ручні – всі операції зі збору інформації, зберігання, аналізу й подання інформації виконуються людиною вручну, без допомоги будьяких обчислювальних пристроїв;

•автоматичні – функціонують без втручання людини;

•автоматизовані – частину функцій виконує людина, частину – комп’ютер.

Надалі ми будемо розглядати, головним чином, автоматизовані ІС, оскільки вони знайшли найбільш широке застосування.

За напрямом діяльності розрізняють такі автоматизовані ІС:

– виробничі;

– адміністративні (людських ресурсів);

– фінансові та облікові;

– маркетингу.

Виробничі системи поділяються на:

•автоматизовані системи управління виробництвом;

•автоматизовані системи управління технологічними процесами;

•автоматизовані системи управління технічними засобами. Класичними прикладами автоматизованих ІС обробки даних є: ІС

управління підприємством; банківські ІС; бібліотечні ІС; автоматизовані системи управління польотами в авіації; автоматизовані системи обробки

27

аерокосмічних зображень і багато інших ІС, які обслуговують державні заклади та приватні фірми.

Класифікація ІС за ознакою вирішуваних задач представлена на рис. 1.4.

Задачі, що вирішуються за допомогою ІС

Частково

структуровані

Рис. 1.4. Класифікація задач, що вирішуються за допомогою ІС

Структурована задача, тобто та, яку можна формалізувати, представляє задачу, для розв’язку якої відомі всі її елементи та взаємозв’язки між ними. В структурованій задачі є можливість виразити її зміст у формі математичної моделі, що мають точний алгоритм розв’язку. Метою використання інформаційної системи в процесі реалізації структурованих задач є повна автоматизація їх розв’язку, тобто зведення ролі людини до мінімуму.

Неструктурованою (неформалізованою) задачею є задача, в якій неможливо виділити елементи та встановити зв’язки між ними.

Розв’язок неструктурованих задач пов’язаний із великими складностями створення математичного опису і розробки алгоритму досягнення мети. Сфера застосування ІС у цих умовах незначна. Для розв’язку таких задач використовуються спеціальні системи, що ґрунтуються не на інформації, а на базах знань.

Останнім часом необхідність одержання оперативної та кваліфікованої експертної оцінки в різних прикладних областях зростає. Розв’язати цю проблему можна за допомогою методів напрямку, що розвивається в інформатиці, заснованого на штучному інтелекті. Істотний результат у цій сфері досягнутий в процесі створення експертних систем.

Штучний інтелект представляє собою розділ інформатики, що включає розробку методів моделювання та відтворення окремих функцій діяльності людини за допомогою персонального комп’ютера.

28

Експертна система (ЕС) – це складні програмні комплекси, що акумулюють знання фахівців у конкретних предметних сферах і які тиражують цей емпіричний досвід для консультацій менш кваліфікованих користувачів. Такі системи призначені для вирішення практичних задач, що виникають у частково структурованій предметній сфері, яка важко формалізується. Експертна система дозволяє на підставі наявних і надаваних користувачем фактів розпізнати ситуацію, поставити діагноз, сформулювати рішення або дати рекомендації користувачам щодо досягнення поставленої мети.

База знань є складовим елементом експертних систем і включає набір фактів і правил, які забезпечують накопичення досвіду фахівців у конкретній предметній сфері з метою пошуку відповідей на питання, які в явному вигляді не містяться в базах даних.

Як свідчить практика, структуровані та неструктуровані задачі зустрічаються доволі рідко [85]. У більшості випадків відома лише певна частина елементів і зв’язків між ними. Подібні задачі називаються частково структурованими, для їх розв’язку надається можливість застосування ІС, у якій генерована інформація аналізується оператором. Такі ІС є автоматизованими, оскільки в їх функціонуванні істотна роль відводиться людині. Яскравим прикладом задач зазначеного типу є прийняття рішень з усунення ситуації, коли розрахункова потреба в трудових ресурсах для своєчасного виконання комплексу робіт перевищує їх наявність. При цьому можливі два основних варіанта:

–виділення додаткового фінансування на збільшення кількості працюючих;

–перенесення термінів здачі робіт на більш пізню дату.

У такій ситуації ІС може допомогти фахівцю прийняти те або інше рішення, оскільки надає інформацію про позитивні та негативні наслідки, що будуть притаманні кожному варіантові.

ІС, що використовують принцип "зворотного зв’язку" і які застосовуються для розв’язку частково структурованих задач, поділяються на такі:

–що створюють управлінські звіти;

–що орієнтуються на обробку даних (пошук, сортування, агрегування, фільтрацію).

Використовуючи відомості, що містяться в цих звітах, оператор отримує інформаційну підтримку в процесі прийняття конкретного рішення, які надають можливість розробити альтернативні шляхи розв’язку задачі відповідно до конкретної ситуації. Дії оператора при цьому зводяться до вибору однієї із запропонованих системою альтернатив.

ІС забезпечують доступ користувачів до інформації, що міститься в базах даних, і її опрацювання. Процедури взаємодії оператора з даними в таких ІС повинні забезпечувати:

–складання комбінацій даних, отримуваних з різних джерел;

29

–оперативне додавання або виключення того або іншого джерела даних, а також автоматичне підключення джерел при пошуку даних;

–маніпулювання даними з використанням можливостей СКБД;

–логічну незалежність даних, що входять у підсистему інформаційного забезпечення;

–автоматичне відстеження потоку інформації для заповнення баз

даних.

Коло, що вирішуються за допомогою ІС задач, достатньо велике. Сюди можна також включити задачі підвищення продуктивності праці інженерів і проектувальників, систематизації графічної й атрибутивної інформації про об’єкти місцевості, покращення ергономічних характеристик робочого місця тощо.

ІС зазвичай створюються у вигляді робочих станцій або офісних систем. Окремо можна виділити групу ІС, які призначені для автоматизації обробки даних. Такі системи (в тому числі й експертні) включають у себе відомості, необхідні в процесі розробки або прийняття альтернативних рішень [85].

1.3. Компоненти інформаційних систем

Інформаційна система в елементарній формі – це система запи- тів-відповідей для множини даних, яка передбачає таку послідовність операцій: отримання даних, їх аналіз і використання для прийняття рішень.

За функціональним складом будь-яку ІС можна представити у вигляді чотирьох підсистем (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Складові компоненти інформаційної системи

ІС включають декілька головних компонентів, незалежно від сфери їх практичного застосування.

30