Определение и структура информационной системы организации

Термин «система» применительно к сбору, хранению и обработке информации впервые был использован в названии информационного комплекса для управления ракетами на этапе радиоуправления и другими искусственными космическими объектами. Для названия таких информационных комплексов был принят термин «система обработки данных». Этот термин широко использовался при измерении и передаче информации о состоянии параметров организма космонавтов на борту космического корабля (системы наподобие «ТРАЛ»), при сборе и обработке статистической информации о состоянии атмосферы. В дальнейшем термин.

«СОД» стал использоваться и применительно к социально-экономическим объектам.

Термин «информационная система» получил широкое распространение применительно к информационным комплексам, которые включают в качестве основы не только технические объекты, обслуживаемые человеком (человеко-машинные системы), но в большей мере — применительно к социальным и социально-экономическим объектам, функционирование которых на определенном этапе развития цивилизации стало невозможным без автоматизированных ИС.

Для того чтобы определять состав и структуру экономической информационной системы для конкретных предприятий и организаций, рассмотрим определения систем (см. обзоры в работах [4, 25, 281).

В первых определениях система рассматривалась как совокупность только элементов а₁ и связей г_} между ними:

В приведенных формализованных записях определения использованы различные способы теоретико-множественных представлений. Такими формализованными записями может быть отображено определение системы Л. фон Берталанфи — «комплекс взаимодействующих компонентов»^[1].

В Большой советской энциклопедии^[2] система определяется прямым переводом с греческого аосгсгцаа, что означает «ао-атгцаа» — «со-став», т. е. «составленное, соединенное из частей».

Затем в определениях стали учитывать свойства Q (А. Холл^[3], А. И. Уёмов^[4]):

Свойства А. Холл называет атрибутами. Для того чтобы это подчеркнуть, Ф. Е. Темников определял систему как «организованное множество элементов»^[5]. Затем в определения стал вводиться системообразующий критерий (М. Г. Гаазе-Рапопорт), а позднее — цель в явном виде (В. Н. Сагатовский).

В определении В. Н. Сагатовского уточняются условия целеобразования — среда SR, интервал времени АТ, т. е. период, в рамках которого будет существовать система и ее цели: система — «конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала»^[6]:

Цель применительно к информационным системам в технических приложениях трактуется как требования к проектируемой системе. В экономических же системах дело обстоит сложнее. Здесь цель трактуется и как назначение (для внешней среды), и как цели самой организации, и как потребности ее сотрудников.

Понятие «информационные потребности» было введено в теории научно-технической информации и первоначально было довольно жестко «привязано» к индивидуальным потребностям, что существенно усложняет их исследование. Однако в социально-экономических организациях индивидуальные потребности должны быть подчинены целям и задачам организации. Поэтому введенное в теории автоматизированных систем управления (АСУ) и их первой очереди — автоматизированных информационных систем (АИС) понятие функциональной части (ФЧ) АИС (АСУ) позволяло проще решить проблему потребностей. Структура ФЧ АСУ формировалась на основе анализа целей и функций организации и включала подсистемы и задачи, подлежащие автоматизации в соответствующий период планирования работ, но созданию АСУ (для удобства вводилось понятие первой, второй и т. д. очереди АСУ). К сожалению, понятие функциональной части в настоящее время редко используется разработчиками И С, равно как забыто и понятие потребностей, а без этого нет системы — есть лишь автоматизация отдельных процессов.

Однако рассмотренное определение системы, учитывающее цель, — еще недостаточно полное. У. Р. Эшби обратил внимание на необходимость учета так называемого «наблюдателя» N. Ю. И. Черняк интерпретировал «наблюдателя» как исследователя или проектировщика системы и при этом ввел понятие «языка» наблюдателя L_N:: «Система — отображение на языке наблюдателя объектов, отношений и их свойств в решении задачи исследования, познания»^[7]:

В определении (1.4) сложное понятие цели заменено более конкретным понятием — задача Z.

В дискуссиях 1980;х гг. обсуждалась необходимость введения если не языка проектирования системы в полном смысле этого понятия, то хотя бы системы проектирования АСУ, поскольку АСУ — постоянно развивающаяся система, усложняющаяся по мере развития, и без управления этим процессом перестает существовать как система.

Существовали и определения, предлагаемые для информационно-поисковых систем научно-технической информации, в которых отображался процесс информационного поиска. Например, определения А. И. Черного^[8], отображающее принципы построения и функционирования ИПС:

где LS — логико-семантический аппарат (т.е. информационно-поисковый язык, правила индексирования и критерии выдачи); D — поисковый массив (т.е. определенное множество снабженных поисковыми образами документов, в котором отыскиваются необходимые); TS — технические средства (т.е. какие-то приспособления или устройства, которые необходимы для записи и хранения поисковых образов, для хранения документов и осуществления процесса сопоставления поисковых образов документов с поисковым предписанием или поисковым образом запроса); N — люди, взаимодействующие с системой (т.е. те, кто пользуются данной ИПС и обслуживают ее, осуществляют индексирование документов и информационных запросов, выбирают стратегию поиска, а также выполняют другие интеллектуальные операции).

В последующем Ю. И. Шемакин^[9] дал определение информационносемантической системы:

где а — цель; St — структура; tp_iss е ТР — подмножество технологических процессов для данной системы; со — условия; t — время для достижения цели, поиска необходимой информации; Sem, SI — семантическая переработка семантической информации; met — методы, ге — средства.

Для целей организации проектирования ИС Ю. Ф. Тельнов^[10] дает определение, в котором учитываются и цели G, и элементы (внешние Е_п и внутренние Е), и отношения R (включая динамические взаимодействия), и функции F(процессы, операции), и период времени Г, и закономерности Z, определяющие структуру системы и ее взаимодействие с внешней средой:

Анализ определений системы показывает, что первые определения опирались на подход к исследованию и проектированию системы, базирующийся на отображении пространства состояний (элементов, связей, их свойств) и поиске мер близости на этом пространстве (данный подход в теории систем М. Месарович называет терминальным, Ю. И. Черняк — лингвистическим, или методом «языка» системы; для краткости в теории систем принят упрощенный термин — подход к исследованию или проектированию системы от элементов, т. е. «снизу».

В определении В. Н. Сагатовского появилось понятие цели, а при ее структуризации — понятие «жизненного цикла», которое может быть реализовано с помощью процессного подхода.

Наиболее предпочтительным при создании информационных систем для социально-экономических объектов представляется определение (1.7) Ю. И. Шемакина, в котором реализуется подход — от целей, потребностей (т.е. «сверху»).

С учетом анализа развития определений системы и более подробного анализа определений информационно-поисковых систем, приведенных в гл. 2, сформировано определение ИС^[11], в котором учитываются и элементы разного рода, и цели (как правило, многоуровневая структура функциональной части АСУ или структура информационных потребностей), и структуры (структура информационного, программного и др. видов обеспечения в АСУ, структура ИПС), и отношения между компонентами, и технологии в широком смысле (методы, технические средства, алгоритмы, информационные технологии обработки информации), и среда (внешние и внутренние факторы), и временной интервал, и логико-семантический аппарат, и люди, взаимодействующие с системой (проектировщики, пользователи и обслуживающий персонал). С учетом большого числа факторов, можно вначале включить в систему укрупненные множества, а затем раскрыть их:

где Z — цели, которые в АИС могут интерпретироваться как структура функциональной части АСУ, а в документальных и документально-фактографических ИС — как потребности; 577? — структуры информационных массивов, т. е. баз данных в фактографических системах, поисковых массивов документов D (определенное множество снабженных поисковыми образами документов) в документальных ИПС, хранилищ информации разного рода (выбор термина диктуется объемами информационных массивов и конкретными условиями); TECH — технологии в широком смысле, включая TS — технические средства (т.е. устройства, которые необходимы для сбора, регистрации, хранения, обработки и представления информации), meth — методы сбора, хранения, обработки информации, включая алгоритмы alg, программные процедуры или пакеты прикладных программ РРР_У информационные технологии IT и т. п.; логико-семантический аппарат, обеспечивающий поиск документальной информации, LS = < RL,

IND, KSS>, включающий информационно-поисковые языки RL, систему индексирования IND и критерии выдачи (или критерии смыслового соответствия KSS); COND — условия, учитывающие внутреннее состояние системы (внутренние факторы (p_int) и среду SR, т. е. внешние факторы ц>_ехР влияющие на создание и функционирование ИС (для их анализа полезно использовать признак «пространство инициирования целей», т. е. выявлять факторы надсистемы и актуальной среды (_ext), подведомственной и собственно системы (ф;,_|Г)); АТ — временной интервал создания и функционирования («жизни») информационной системы; N — люди, взаимодействующие с системой, т. е. те, кто заказывают ИС, проектируют ИС, пользуются данной ИС и обслуживают ее — осуществляют индексирование документов и информационных запросов, выбирают стратегию поиска, а также выполняют другие интеллектуальные операции, без которых невозможен информационный поиск.

Для обобщающего названия всех, кто имеет отношение к разработке и использованию систем, У. Р. Эшби в начале развития кибернетики и теории систем ввел термин «наблюдатель»; в настоящее время часто используют термин «стейкхолдеры». Буквальный перевод термина «stakeholders» — «держатели ставок», т. е. игроки в тотализатор на ипподроме. При переводе на русский язык предлагались варианты «акционеры», «заинтересованные стороны», но каждый из них неточен. Поэтому утвержден термин без перевода, и его часто применяют при исследовании или проектировании именно информационных систем.

Определение (1.9) позволяет отобразить на основе системно-целевого подхода системы разных видов: и фактографические, и документальные, и документально-фактографические, и интегрированные, и системы специального назначения. Определение позволяет представить систему и в тех случаях, когда автоматизированная информационная система организации формируется путем приобретения готовых программных продуктов, которые могут рассматриваться как средства, обеспечивающие подсистемы.

Определения системы отражают концепцию ее исследования или проектирования. Запись определений в формализованном виде помогает сохранять целостное представление о концепции. Опыт показывает, что как только мы углубляемся в исследование одной из компонент, входящих в определение, сразу теряем целостное представление, забываем, что без реализации всех компонент не будет системы.

Компоненты, входящие в определения, можно трактовать по-разному. Можно и для элементарной базы данных назвать цель или назначение ее создания, перечислить запросы, отвечающие какой-то совокупности потребностей, определить структуру БД, методы и средства ее реализации, условия использования. В любой ситуации важно понимать, что, разрабатывая информационную систему для предприятий, организаций, следует исходить из их целей, т. е. сформировать структуру ФЧ АИС на основе анализа целей и функций организации и определения наиболее значимых подсистем для автоматизации. Следовательно, нужно начинать с формулировки концепции системы, формирования определения системы, соответствующего этой концепции, анализа целей и роли всех видов информационных ресурсов для реализации целей, а затем выбирать технологии (методы, алгоритмы, средства, в том числе готовые программные продукты) с учетом их соответствия поставленным целям.

По мере расширения сфер и средств автоматизации опыт показал, что в реальных условиях создать единую ИС сложно. Информационная система развивается постепенно, начиная с автоматизации наиболее значимых функций. Современные предприятия и организации малого и среднего бизнеса, как правило, вообще не имеют средств для внедрения единой автоматизированной системы, поэтому существует практика выбора имеющихся на рынке программных продуктов, автоматизирующих соответствующие области управления (бухгалтерский учет, материально-техническое обеспечение и т. п.) с последующей интеграцией в единую систему.

Для фирм различного профиля разрабатываются специализированные ИС: автоматизированные банковские информационные системы (АБИС); ИС фондового рынка; ИС в налоговых органах, в страховании и пенсионном обеспечении; ИС в туристическом бизнесе; ИС в управлении недвижимостью; ИС таможенной и внешнеэкономической деятельности и т. п.

Учитывая наличие на рынке готовых систем такого рода, предприятия и организации, как правило, приобретают различные системы и средства автоматизации информационного обеспечения их деятельности. Формируемые наборы таких систем удобнее называть информационными комплексами.

Приведенное определение системы (1.9) помогает теоретически обосновать концепцию многоуровневой информационной системы, структура которой приведена на рис. 1.4. Стратифицированную структуру, показанную на этом рисунке, учитывая сложившиеся концепции и термины в теории разработки АСУ и систем научно-технической информации, можно обосновать следующим образом. Компоненту JV отражает пользовательская страта. Она должна обеспечить доступ к информации не только руководителям, но и всем сотрудникам организации, разработчикам ИС и другим лицам, принимающим решения о создании и организации функционирования ИС. Для реализации пользовательской страты необходимо определить соответствующие группы пользователей. В научно-исследовательской организации — это научные сотрудники, руководители проектов, руководители организации и т. п., на производственных предприятиях — руководители отделов организационной структуры, в медицинском учреждении — врачи, медицинские сестры, администрация; в вузе — преподаватели, студенты, сотрудники лабораторий и организационных подразделений аппарата управления и т. п.

Цели Z в определении (1.9) реализуются в форме функциональной страты, назначение которой — обеспечить удобный доступ к информационным хранилищам — информационной страте.

Информационные ресурсы: документальная информация, научно-техническая информация, нормативно-правовая информация; фактографическая информация, статистическая информация, нормативно-справочная информация и т. п. Информация содержится в телекоммуникационных сетях и информационных хранилищах: библиотеках, отделах научно-технической информации, автоматизированных документально-фактографических базах данных с доступом в режимах ИРИ, ДОР, ретроспективного поиска.

Страта 4. Коммуникационная (информационная супермагистраль). Информационные телекоммуникации, вычислительные сети и т. п. технические средства. Средства защиты информации избирательного распределения информации (ИРИ) и дифференцированного обслуживания руководителей (ДОР).

Информационная страта реализует структуру информационного обеспечения — STR в определении (1.9). Она объединяет хранилища информации разного рода, создаваемые в организации в разных формах и на различных носителях. В информационную страту могут входить и внешние базы данных, содержащихся, например, в сети Интернет, локальных вычислительных сетях, в библиотеках, хранилищах научно-технической информации и других внешних информационных хранилищах с соответствующими формами организации доступа к ним (например, в библиотеках — межбиблиотечный абонемент (МБА)).

Нижняя страта, названная коммуникационной, реализует компоненту TECH, т. е. включает техническое, алгоритмическое, ПО ИС, в том числе взаимодействие в сети Интранет, если она создана в организации, и взаимодействия между локальными сетями или отдельными компьютерами, технические средства сбора, регистрации, хранения и обработки информации.

При создании информационной системы организации необходимо определить взаимосвязи компонентов пользовательской страты с существующими направлениями и структурами функциональной страты, обеспечить доступ к этим структурам, в том числе в форме рекламы, информационных писем (например, о конференциях, проводимых мероприятиях, формах доступа к информационным источникам, к средствам издания и размножения информации и т.и.). В идеале желательно создать соответствующую информационно-поисковую систему для информирования пользователей о существующих функциональных направлениях и хранилищах по запросам.

Пользовательская страта в организациях, как правило, пока не создана, даже для руководящих работников организации. Она складывается в процессе опыта принятия решений.

Стратифицированное представление, приведенное на рис. 1.4, помогает уточнить назначение и взаимодействия различных аспектов реализации компонентов информационной системы, входящих в определение системы (1.9).

В рассмотренных примерах реализации концепции системы, лежащей в основе определения системы (1.9), не использовалась пока компонента COND — условия функционирования системы с учетом внутренних ср,_лГ и внешних (f>_ext факторов среды, в которой функционирует информационная система. В то же время эту компоненту необходимо учитывать как на этапе проектирования, так и в процессе функционирования И С, что и подсказывает определение (1.9).

Для названия структуры, подобной приведенной на рис. 1.4, в 1990;е гг. было предложено название «информационная инфраструктура»^[12]. Однако, в связи с неоднозначным использованием в публикациях термина «инфраструктура», более целесообразно трактовать структуру рис. 1.4 как многоуровневую (стратифицированную) информационную систему.

Отметим, что многоуровневой структуре информационной системы, полученной на основе определения (1.9), могут быть поставлены в соответствие компоненты, определяемые концепцией архитектуры предприятия типа TOGAF (The Open Group Architectural Framework — структура архитектуры The Open Group), т. е. многоуровневую структуру рис. 1.4. можно считать архитектурой ИС предприятия (организации).

Концепция стратифицированной структуры (архитектуры) информационной системы в конкретных условиях требует уточнения и развития. Например, если учесть другие составляющие компоненты технологии TECH, входящей в определение (1.9), то между функциональной и информационной и между пользовательской и функциональной стратами возможно введение дополнительных страт, содержащих средства (алгоритмы, программные продукты) для обеспечения возможности более полного исследования взаимосвязей между компонентами этих страт.

Если учесть логико-семантический аппарат LS, то практическая реализация рассмотренной концепции осуществляется путем создания информационно-поисковых систем, работающих в режимах избирательного распределения информации и ретроспективного поиска по произвольным запросам, на базе ресурсов информационной страты, сети Интернет и локальных вычислительных сетей.

При углубленной детализации страт могут быть использованы методики структуризации, базирующиеся на других концепциях системы (см., например, 13, 4, 25, 281 и др.).

Создание многоуровневой информационной системы требует разработки и применения соответствующих методов и автоматизированных процедур для определения состава компонентов каждой из страт, оценки влияния того или иного проекта на развитие организации. Стратифицированное представление помогает решать проблему управления проектами и программами развития ИС на основе их оценки с целью распределения финансовых, материальных и кадровых ресурсов, для чего разрабатывается методика, учитывающая степень влияния проектов на цели организации. Для исследования взаимосвязей между стратами необходимо использовать методы и модели системного анализа: методики структуризации целей и функций, методы организации сложных экспертиз.

В частности, для анализа и формирования функциональной страты целесообразно использовать методики структуризации целей и функций, методы анализа информационных потребностей, разрабатываемые в теории информационного поиска. Оценку значимости элементов каждой из страт можно проводить с применением методов организации сложных экспертиз [4, 25, 281 (например, метода парных сравнений в модификации Т. Саати, метода решающих матриц Г. С. Поспелова, информационного подхода А. А. Денисова), учитывать разнородные критерии — технические, экономические, социальные.

Таким образом, предлагаемая концепция создания информационной системы как многоуровневого информационного комплекса базируется на стратифицированном представлении ее структуры, в условиях использования территориально распределенных и взаимно независимых информационных баз и объединения их па основе разработки заранее исследованных и формализованных алгоритмов и программных процедур, обеспечивающих подбор необходимой информации для удовлетворения запросов потребителей.

При реализации рассматриваемой концепции формирования структуры ИС предприятия (организации) следует учитывать, что в любой организации уже имеются те или иные автоматизированные программные продукты — базы данных, специализированные ИС, обеспечивающие регистрацию, хранение и обработку экономической информации. Кроме того, возможно приобретение готовых программных продуктов — информационных систем для управления производственными процессами (гл. 5), включая корпоративные ИС, ИС по ряду функций организационного управления (бухгалтерские ИС, ИС кадрового менеджмента и т. п.), предметно-ориентированные ИС.

При разработке и эксплуатации этих программных продуктов их авторами использовались различные принципы и терминология. Для того чтобы помочь студентам (будущим разработчикам и пользователям информационных систем) ориентироваться в существующих в настоящее время подходах к разработке систем различных классов, в гл. 2 рассматриваются принципы разработки информационных систем основных классов, приведенных на рис. 1.3, — АСУ, ДИПС, ДФИПС, рассматриваются возможности применения процессного подхода к проектированию ИС, основанного на методологии SADT, RADи CASE-технологиях реинжиниринга бизнес-процессов, предлагается методика выбора готовых программных продуктов.

• [1] Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем // Системные исследования: Ежегодник, 1972. М.: Наука, 1973. С. 20—37.
• [2] Большая советская энциклопедия. 2-е изд. Т. 39. С. 158.
• [3] Холл А. Опыт методологии для системотехники. М.: Советское радио, 1975.
• [4] Уёмов А. И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978.
• [5] 3 Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В. Н. Волкова[и др.]; отв. ред. В. Г. Лазарев, В. II. Рогинский, Ф. Е. Темников, В. II. Волкова. М.: Радиои связь, 1983.
• [6] Основы системного подхода и их приложение к разработке территориальных АСУ /под рсд. Ф. И. Перегудова. Томск: Изд-во ТПИ, 1976.
• [7] Черняк 10. И. Системный анализ в управлении экономикой. М.: Экономика, 1975.
• [8] Черный А. И.

  Введение

  в теорию информационного поиска. М.: Наука, 1975.

• [9] Шемакин /О. Я., Романов А. А. Компьютерная семантика. М.: Научно-образовательныйцентр «Школа Китайгородской», 1996.
• [10] Тельнов 10. Ф. Реинжиниринг бизнес-процессов. М.: Финансы и статистика, 2004.
• [11] Это определение использовалось в 1970;е гг. при разработке методики структуризациицелей, которая применялась для формирования основных направлений и проблематики перспективных исследований и, но проблемам высшей школы, но впервые опубликовано былотолько в 2001 г.: Волкова В. Н. Развитие определения системы // Матер. Международнойнаучно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении» :сб. статей. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2001. С. 12−14.
• [12] Clinton W.J.y Gore A. Technology for America’s Economic Growth, a New Direction toBuild // Executive Office of the President. Washington, DC, 1993; Широков Ф., Дрожжинов В. Три ступени Альберта Гора // Компьютер-Пресс, 1994. № 9. С. 43—46. № 10. С. 87—95; Волкова В. Я, Ионов А. А., Релина Я. В. Информационная инфраструктура как средство управления учебно-научным процессом // В Сб. тезисов докладов III Международной научно-технической конференции: Высокие интеллектуальные технологии образования и науки. СПб.:Изд-во СПбГТУ, 1996. С. 185−186.