Основные понятия теории информационных систем ИС

Контрольные вопросы и задания



по курсу “Информационные системы” (гр.09Э, С)



Вопросы к экзамену:



		Основные понятия теории информационных систем (ИС).



1.1 Что такое информация?

1.2 Что такое данные?

1.3 Что такое предметная область?

1.4 Схема преобразования информации в данные

1.5 Что такое ИС?



2.	Информационный обмен в ИС.



2.1 Что такое информационная деятельность?

2.2 Что понимается под системой информационного обмена?

2.3 Разновидности систем обмена.

2.4 Последовательность процессов преобразования информации в ИС.

2.5 Что такое информационная потребность?

2.6 Какие функции выполняет субъект основной деятельности?

2.7 Кто понимается под потребителем информации?



3.	Структура и состав ИС.



3.1 Цели функционирования ИС.

3.2 Какие элементы объединяет ИС.

3.3 Какие функциональные подсистемы выделяют в ИС?

3.4 Какие обеспечивающие подсистемы выделяют в ИС?



4.	Классификация ИС:



4.1 С точки зрения масштаба.

4.2 С точки зрения области или отрасли обслуживаемой системы информационного обмена.

4.3 По характеру обрабатываемой информации.

4.4 По степени автоматизации.

4.5 Какая информация является жестко структурируемой?

4.6 Какая информация является слабо структурируемой?

4.7 Какая информация называется неструктурируемой?




5.	Автоматизированные информационно-поисковые системы (ИПС).



5.1 Что такое ИПС?

5.2 Что такое информационный запрос?

5.3 Что такое индексирование?

5.4 Какие существуют виды систем индексирования?

5.5 Что такое тезаурус?

5.6 Из чего состоит информационно-поисковой язык?

5.7 Что представляет собой поисковой образ документа?

5.8 Что такое поисковое предписание?

5.9 Что такое лексическая единица информационно-поискового языка?

5.10 Что такое информативное слово?

5.11 Что такое релевантность?

5.12 Что такое пертинентность?

5.13 Что такое релятор?

5.14 Критерии эффективности информационного поиска в ИПС.



6. 	Документальные ИПС.



6.1 Особенности документальных ИПС.

6.2 С какой информацией работают документальные ИПС?

6.3 Для чего предназначены документальные ИПС?



7. 	Фактографические ИПС.



7.1 Особенности фактографических ИПС.

7.2 С какой информацией работают фактографические ИПС?

7.3 Что включают в себе фактографические ИПС?

7.4 Основные принципы построения фактографических БД.

7.5 Архитектура современных фактографических БД.

7.6 Уровни организации данных в фактографических БД.

































Указания к выполнению самостоятельной работы.





Контрольной работой является проект функциональной модели информационной системы в любой выбранной деятельности в моделях IDEF0, IDEF3 и DFD.







Основные правила методологии IDEF0.



	На начальных этапах создания ИС необходимо понять, как функционирует организация, работу которой собираются автоматизировать. Руководитель хорошо знает работу в целом, но не в состоянии вникнуть в детали работы каждого рядового сотрудника. Рядовой сотрудник хорошо знает, что творится на его рабочем месте, но плохо знает, как работают коллеги. Поэтому для описания работы предприятия необходимо построить модель. Такая модель должна быть адекватна предметной области, следовательно, она должна содержать в себе знания всех участников бизнес – процессов организации.

	Наиболее удобным языком моделирования бизнес – процессов является IDEFO, предложенный более 20 лет назад Дугласом Россом (SoftTech, Inc.) и называвшийся первоначально SADT – Structured Analysis and Design Technique. (Подробно методология SADT излагается в книге Дэвида А. Марка и Клемента Мак-Гоуэна “Методология структурного анализа и проектирования SADT”M.:MeTaTexHonorTM, 1993.) В начале 70-х годов вооруженные силы США применили подмножество SADT, касающееся моделирования процессов, для реализации проектов в рамках программы ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing). В дальнейшем это подмножество SADT было принято в качестве федерального стандарта США под наименованием IDEFO.

	В IDEFO система представляется как совокупность взаимодействующих работ или функций. Такая чисто функциональная ориентация является принципиальной – функции системы анализируются независимо от объектов, которыми они оперируют. Это позволяет более четко смоделировать логику и взаимодействие процессов организации.

	Под моделью в IDEFO понимают описание системы (текстовое и графическое), которое должно дать ответ на некоторые определенные вопросы.

	Процесс моделирования какой-либо системы в IDEFO начинается с определения контекста, т.е. наиболее абстрактного уровня описания системы в целом. В контекст входит определение субъекта моделирования, цели и точки зрения на модель.

	Под субъектом понимается сама система, при этом необходимо точно установить, что входит в систему, а что лежит за ее пределами. Другими словами, необходимо определить, что  в дальнейшем рассматривать как компоненты системы, а что как внешнее воздействие. На определение субъекта системы будет существенно влиять позиция, с которой рассматривается система, и цель моделирования – вопросы, на которые построенная модель должна дать ответ.Таким образом, первоначально необходимо определить область моделирования. Описание области как системы в целом, так и ее компонентов является основой построения модели. Хотя предполагается, что в течение моделирования область может корректироваться, она должна быть в основном сформулирована изначально, поскольку именно область определяет направление моделирования и когда должна быть закончена модель.

       IDEF0-модель предполагает наличие четко сформулированной цели, единственного субъекта моделирования и одной точки зрения.

	Диаграммы IDEFO. Основу методологии IDEFO составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEFO представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

         Сначала функциональность предприятия или компании, где предполагается применение информационной системы, описывается в целом, без потребностей. Такое описание называется контекстной диаграммой. Взаимодействие с окружающим миром описывается в терминах входа (данные или объекты, потребляемые или изменяемые функцией), выхода (основной результат деятельности функции, конечный продукт), управления (стратегии и процедуры, которыми руководствуется функция) и механизмов (необходимые ресурсы).

	Модель может содержать четыре типа диаграмм:

контекстную диаграмму (в каждой модели может быть только одна контекстная диаграмма);

диаграммы декомпозиции;

диаграммы дерева узлов;

диаграммы только для экспозиции (FEO).

Контекстная диаграмма  представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой. После описания системы в целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента на более мелкие и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания. После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы – эксперты предметной области указывают на соответствие реальных бизнес-процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия исправляются, и только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступить к следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие модели реальным бизнес-процессом на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели.

	Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами.

	Диаграммы для экспозиции (FEO) строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели, для иллюстрации альтернативной точки зрения, либо для специальных целей.

Работы (Activity). Работы обозначают поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты.  Работы  на диаграммах  изображаются в  виде прямоугольников. Все работы должны  быть  названы  и  определены. Имя работы  должно  быть  выражено  отглагольным существительным,  обозначающим  действие. 

На  контекстной  диаграмме  работа  определяет  полный  цикл моделируемого  процесса.

На  диаграммах  декомпозиции  работы  представляют  последовательность  

действий,  приводящих  к  выполнению  соответствующей работы  на диаграмме  более  высокого  уровня.  Работы  на  диаграммах  декомпозиции  обычно  располагаются  по  диагонали  от  левого  верхнего  угла  к  правому  нижнему.  Такой порядок является  порядком  доминирования.  Согласно  этому  принципу   в  левом  верхнем  углу  располагается  самая  важная  работа  или  работа,  выполняемая  по  времени  первой.  Далее  вправо  вниз  располагаются  менее  важные  или  выполняемые  позже  работы.

Стрелки (Arrow). Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде стрелок. Стрелки представляют собой некую информацию и именуются существительными.

В IDEFO различают следующие типы стрелок:

Вход (Input) – материал или информация, которые используются или преобразуются работой для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Каждый тип стрелок подходит к определенной стороне прямоугольника, изображающего работу или выходит из нее. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы. При описании технологических процессов (для этого и был придуман IDEFO) не возникает проблем определения входов. Очень часто сложно определить, являются ли данные входом или управлением. В этом случае подсказкой может служить то, перерабатываются/изменяются ли данные в работе или нет. Если изменяются, то скорее всего это вход, если нет – управление.

	Управление (Control) – правила, стратегии, процедуры или стандарты которыми руководствуется работа. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку управления. Стрелка управления рисуется как входящая в верхнюю грань работы. Управление влияет на работу, но не преобразуется работой. Если цель работы – изменить процедуру или стратегию, то такая процедура или стратегия будет для работы входом. В случае возникновения неопределенности в статусе стрелки (управление или вход) рекомендуется рисовать стрелку управления.

	Выход (Output) – материал или информация, которые производятся работой. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода. Работа без результата не имеет смысла и не должна моделироваться. Стрелка выхода рисуется как исходящая из правой грани работы.

	Механизм (Mechanism) – ресурсы, которые выполняют работу, например персонал предприятия, станки, устройства и т.д. Стрелка механизма рисуется как входящая в нижнюю грань работы.

	Граничные стрелки. Стрелки на контекстной диаграмме служат для описания взаимодействия системы с окружающим миром. Они могут начинаться у границы диаграммы и заканчиваться у работы, или наоборот. Такие стрелки называются граничными.

	Диаграмма декомпозиции предназначена для детализации работы, в отличие от моделей, отображающих структуру организации, работа на диаграмме верхнего уровня в IDEFO – это не элемент управления нижестоящими работами. Работы нижнего уровня – это то же самое, что работы верхнего уровня, но в более детальном изложении. Как следствие этого границы работы верхнего уровня  - это то же самое, что границы диаграммы декомпозиции. ICOM (аббревиатура от Input, Control, Output и Mechanism) – коды, предназначенные для идентификации граничных стрелок. 

Внутренние стрелки. Для связи работ между собой используются внутренние стрелки, т.е. стрелки, которые не касаются границы диаграммы, начинаются у одной и заканчиваются у другой работы.

	Связь по входу (output-input), когда стрелка выхода вышестоящей работы (далее – просто выход) направляется на вход нижестоящей.

Связь по управлению (output-control), когда выход вышестоящей работы направляется на управление нижестоящей. Связь по управлению показывает доминирование вышестоящей работы.

	Обратная связь по входу (output-input feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоящей. Такая связь, как правило, используется для описания циклов.

	Обратная связь по управлению (output-input feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей. Обратная связь по управлению часто свидетельствует об эффективности бизнес – процесса.

	Связь выход-механизм (output-mechanism), когда выход одной работы направляется на механизм другой. Эта взаимосвязь используется реже остальных и показывает, что одна работа подготавливает ресурсы, необходимые для проведения другой работы.

	Явные стрелки. Явная стрелка имеет источником одну-единственную работу и назначением тоже одну-единственную работу.

	Разветвляющиеся и сливающиеся стрелки. Одни и те же данные или объекты, порожденные одной работой, могут использоваться сразу в нескольких других работах. С другой стороны, стрелки, порожденные в разных работах, могут представлять собой одинаковые или однородные данные или объекты, которые в дальнейшем используются или перерабатываются в одном месте. Для моделирования таких ситуаций в IDEFO используются разветвляющиеся стрелки.

	Смысл разветвляющихся и сливающихся стрелок передается именованием каждой ветви стрелок. Если стрелка именована до разветвления, а после разветвления ни одна из ветвей не именована, то подразумевается, что каждая ветвь моделирует те же данные или объекты, что и ветвь до разветвления. Если стрелка именована до разветвления, а после разветвления какая-либо из ветвей не именована, то подразумевается, что эти ветви соответствуют именованию. Какая- либо ветвь после разветвления осталась неименованной, то подразумевается, что она моделирует те же данные или объекты, что и ветвь до разветвления.

	Тоннелирование стрелок. Вновь внесенные граничные стрелки на диаграмме декомпозиции нижнего уровня изображаются в квадратных скобках.









Пример проекта.





1. Создание контекстной диаграммы АО.



	В качестве примера рассматривается деятельность вымышленной компании. Компания занимается в основном сборкой и продажей настольных компьютеров и ноутбуков. Компания не производит компоненты самостоятельно, а только собирает и тестирует компьютеры.

	Основные процедуры в компании таковы:

продавцы принимают заказы клиентов;

операторы группируют заказы по типам компьютеров;

операторы собирают и тестируют компьютеры;

операторы упаковывают компьютеры согласно заказам;

кладовщик отгружает клиентам заказы.



Компания использует купленную бухгалтерскую информационную систему, которая позволяет оформить заказ, счет и отследить платежи по счетам.



Контекстная диаграмма для описанного примера имеет следующий вид.







2. Создание диаграмм декомпозиции.



	Для этого деятельность компании представим совокупностью работ. Согласно описанию, приведенному выше деятельность компании поддерживается тремя крупными подразделениями, каждое из которых выполняет соответствующие работы. Таковыми являются:



Продажи и маркетинг, осуществляющие телемаркетинги и презентации, выставки;



Сборка и тестирование компьютеров, осуществляющие сборку и тестирование настольных и портативных компьютеров;



Отгрузка и получение, осуществляющие отгрузку заказов клиентам и получение компонентов от поставщиков.

 

Диаграмма декомпозиции А1 для приведенного примера имеет вид:





3. Создание диаграмм декомпозиции.



	Для этого декомпозируем одну из работ предыдущего уровня декомпозиции. Например, работу “Сборка и тестирование компьютеров”.

	В результате проведения экспертизы получена следующая информация.

	Производственный отдел получает заказы клиентов от отдела продаж по мере их поступления.

	Диспетчер координирует работу сборщиков, сортирует заказы, группирует их и дает указание на отгрузку компьютеров, когда они готовы.

	Сотрудники участка сборки собирают компьютеры согласно спецификациям заказа и инструкциям по сборке. Когда группа компьютеров, соответствующая группе заказов, собрана, она направляется на тестирование. Тестировщики тестируют каждый компьютер и в случае необходимости заменяют неисправные компоненты.

	Тестировщики направляют результаты тестирования диспетчеру, который на основании этой информации принимает решение о передаче компьютеров, соответствующих группе заказов, на отгрузку.




Результат применения методологии IDEFO приведет к диаграмме декомпозиции А2, приведенной ниже.





1. По аналогии, построим диаграмму декомпозиции для работы «Продажи и маркетинг». Её функция заключается в ответах на телефонные звонки клиентов, предоставлении клиентам информации о ценах, оформлении заказов, внесении заказов в информационную систему и исследовании рынка. На основе этой информации декомпозируем работу на три:

- предоставление информации о ценах;

- оформление заказов;

- исследование рынка.


Результат применения методологии IDEF0 приведет к диаграмме декомпозиции А3.





Предоставление информации

о ценах

Оформление заказов

Исследование рынка





































Основные правила методологии IDEF3



Основная цель стандарта – дать возможность описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности или совместно с IDEF0. Каждая работа описывает сценарий бизнес-процесса и может являться составляющей другой работы. Связи между работами показывают взаимоотношение работ, всегда однонаправленных. Жёстких правил нет, но принято их ставить слева направо. Различают три типа стрелок: старшая, показывает, что работа-источник должна закончиться прежде, чем работа-цель начнется; отношение (пунктирная), используется для изображения  связи между единицами работ и объектами ссылок; потоки объектов – описывают тот факт, что объект используется  в двух или более единицах работы.



Различается пять типов перекрестков

	1. Асинхронное  «И»

1.1  В случае  слияния, это означает, что все предшествующие процессы должны быть завершены.



&



1.2   Все следующие процессы должны быть запущены.



&

2.     Синхронное «И»

2.1   Все предшествующие процессы завершены одновременно.



&

2.2   Все следующие процессы запускаются одновременно.



&

	   Асинхронное «ИЛИ»

3.1   Один или несколько процессов должны быть завершены.



0

3.2   Один или несколько следующих процессов должны быть завершены



0

	4.     Синхронное «ИЛИ»

4.1 Один или несколько предшествующих процессов должны быть завершены одновременно.



0

4.2    Один или несколько последних процессов  запускаются одновременно.



0

5.     Исключающее «ИЛИ»

5.1   Только один из предшествующих процессов завершен



Х

....

5.2    Только один следующий процесс запускается.



Х

Создание диаграммы IDEF3 для работы «Сборка и тестирование»

Эта работа выполняет совокупность следующих работ:

Установка материнской платы и винчестера

Установка модема

Установка дисководов

Инсталляция ОС

Инсталляция дополнительного ПО



Инсталляция ОС

Установка материнской платы и винчестера

Установка дисководов

Установка модема

Установка доп. ПО

компоненты

Подготовка

компонентов

0

0

Х

Х



Основные правила методологии DFD



Диаграмма потоков данных DFD используется для описания документооборота и  обработки информации. 

Конкретно описывает:

Функции обработки информации (работы)

Документы

Объекты, которые участвуют  в обработке информации

Внешние ссылки, которые обеспечивают интерфейс с внешними объектами, находящимися за границей модели

Таблицы для хранения документов («хранилища»). Хранилища описывают данные, которые необходимо сохранить в памяти прежде, чем использовать в работах. 




Стрелки в DFD показывают как объекты, включая данные, двигаются от одной работы к другой.





1  Список клиентов

Звонки клиентов

2   Список продуктов

Проверка и внесение клиента

	3     Список заказов

Внесение заказов

Аналогично, для работы «Исследование рынка». Для этого выделим следующие работы:

- разработка прогнозов продаж;

- разработка маркетинговых материалов;

- привлечение новых клиентов.

На базе уже имеющихся  хранилищ - 1. Список клиентов, 2. Список продуктов, 3. Список  заказов – диаграмма декомпозиции имеет следующий вид:



1        Список клиентов

3    Список заказов

2     Список продуктов

Разработка маркетинговых материалов

Разработка прогнозов продаж

Привлечение новых клиентов

Прогноз продаж

Маркетинговые материалы









Для выполнения контрольной работы и успешной подготовки к экзамену можно воспользоваться литературой.



1. Максимович Г.Ю., Романенко А.Г., Самойлюк О.Ф. Информационные системы. Учебное пособие – М.: Высшая школа, 1999.



2. Маклаков С.В. Моделирование бизнес-процессов с BPwin 4.0. – М.: ДИАЛОГ – МИФИ, 2002.









Контрольные вопросы  и  методические  указания  к  выполнению  контрольной  работы  составила  доцент  кафедры  ИТ     Бершадская Е.Г.



Вниманию студентов заочной формы обучения!



Для выполнения контрольной работы можно выбрать любую предметную область и разработать собственный проект информационной системы, имитирующий деятельность.