<< Пред. стр. 1 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу
ТЕОРИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
ВВЕДЕНИЕ
Современные экономические системы для успешной конкуренции в рыночных условиях требуют применения последних достижений науки и техники в области управления. Внедрение вычислительной техники, создание информационных систем различного назначения – это путь эффективного развития предприятия любого профиля.
В учебном пособии рассматривается понятия, описывающие экономическую информационную систему и ее компоненты, а также модели и методы создания и сопровождения ЭИС.
В первой главе определены основные понятия экономических информационных систем, классификация ЭИС, единицы информации, такие как атрибут, СЕИ, экономический показатель.
Вторая глава рассматривает синтаксические модели данных: реляционную, сетевую, иерархическую, модель инвертированных файлов. Дается сравнительный анализ моделей. Каждая модель анализируется с учетом применяемых информационных конструкций, допустимых операций и ограничений. Рассматривается реляционная алгебра и нормализация отношений. Представлены сетевые модели данных и алгоритм приведения к двухуровневой структуре сети, модель инвертированных файлов, как частный случай двухуровневой сетевой модели данных, а также основы организации иерархической модели данных.
В третьей главе рассматриваются методы организации данных: линейные и нелинейные. К линейным методам относятся последовательная организация данных и списковая. К нелинейным – древовидная и, как частный случай, бинарное дерево. Также представлен анализ методов по четырем критериям: времени формирования массива, времени поиска, времени корректировки и объему дополнительной памяти.
В четвертой главе рассматриваются семантические модели данных как средство моделирования предметных областей в экономике. К этому виду моделей относятся модель сущностей и связей и модель семантических сетей. Дается понятие тезауруса и показана его роль в формировании массивов экономической информации.
Предлагаемое учебное пособие построено в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарт высшего профессионального образования для специальности «Прикладная информатика (в экономике)».
Цель дисциплины - ознакомление студентов с теоретическими и методическими вопросами построения и функционирования экономических информационных систем в соответствии с государственным образовательным стандартом.
По завершению обучения по дисциплине студент должен знать:
структуру и общую схему функционирования ЭИС;
единицы информации;
модели данных и знаний в ЭИС;
методы организации данных;
модели предметных областей.
Овладев дисциплиной, студент должен уметь:
владеть методами описания данных;
выбирать модели данных, модели знаний и методы организации данных для ЭИС и конкретной предметной области.
Изучению дисциплины «Теория экономических информационных систем» предшествуют дисциплины «Математика», «Информатика и программирование», «Дискретная математика», «Теория систем и системный анализ».
Учебная дисциплина «Теория экономических информационных систем» является базовой для изучения ряда специальных дисциплин, таких как «Проектирование баз данных», «Проектирование экономических информационных систем», «Интеллектуальные информационные системы».
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Программа дисциплины отражает требования Государственного стандарта по специальности 351400 «Прикладная информатика (по областям).
Содержание программы дисциплины «Теория экономических информационных систем» определяется следующими темами и дидактическими единицами.
Основные понятия экономических информационных систем
Информационная система в общем виде: понятие информации; понятие системы; понятие экономической информационной системы; классификация ЭИС. Компоненты экономических информационных систем. Операции над единицами информации: экономические показатели.
Модели данных
Реляционная модель данных: основные понятия реляционной модели данных; реляционная алгебра; операции над отношениями с применением конструкций языка SQL; функциональные зависимости и ключи; нормализация отношений; вторая и третья нормальные формы.
Ациклические базы данных.
Сетевая и иерархическая модели данных: основные понятия сетевой модели данных; организация веерного отношения в памяти ЭВМ; алгоритм получения двухуровневой структуры сети; иерархическая модель данных.
Сравнение моделей данных.
Модель инвертированных данных и информационно-поисковые системы.
Методы организации данных
Анализ алгоритмов и структур данных; сравнение методов организации данных; поиск в последовательном массиве; корректировка последовательного массива; цепная (списковая) организация данных; цепной каталог; древовидная организация данных.
Моделирование предметных областей в экономике
Семантические модели данных; тезаурусы экономической информации.
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
§ 1.1. Информационная система в общем виде.
Понятие информации
Степень значимости информации для общества в целом и для экономики предприятия в частности трудно переоценить. По данным ЮНЕСКО более половины занятого населения наиболее развитых стран принимает непосредственное участие в процессах производства и распределения информации, а в ряде стран до половины национального продукта связано с информационной деятельности общества.
Существующие понятия определения информации чаще всего рассматривают это понятие в более узком смысле. Поэтому вряд ли возможно сформулировать одно точное определение этого понятия.
Норберту Винеру принадлежит определение информации как нарушенного однообразия. На рубеже 80-х годов ХХ века впервые в истории цивилизации усилия, затраченные на получение и переработку знаний, превысили расходы на получение энергии, сырья, материалов, технологического оборудования и предметов потребления. При этом за информацией закрепляется статус одного из главных ресурсов научно-технического и социально-экономического развития морового сообщества. Поэтому сегодня информационный ресурс оценивается как производственный, национальный.
Взгляд на информацию как на ресурс, аналогичный материальным, трудовым и денежным ресурсам, отражается в следующем определении:
Информация - новые сведения, позволяющие улучшить процессы, связанные с преобразованием вещества, энергии и самой информации.
Информация не отделима от процесса информирования, поэтому необходимо рассматривать источник информации и потребителей информации. Роль потребителей информации очерчивается в таком определении.
Информация - новые сведения, принятые, понятые и оцененные конечным потребителем как полезные.
Информацией являются сведения, расширяющие запас знаний конечного потребителя.
Предмет компьютерной информации – это информационные ресурсы, которые в ст. 2 Федерального закона от 20 февраля 1995 года «Об информации, информатизации и защите информации» рассматриваются как отдельные документы и массивы документов в информационных системах. Эти ресурсы, согласно ст.2 Закона содержат сведения о лицах, предметах, событиях, процессах, населении, независимо от формы их представления.
При исследовании природы информации обычно приняты два основных подхода.
Атрибутивный трактует информацию как свойство движущейся материи, состоящее из структурности, упорядоченности и разнообразии ее состояний. Признание всеобщности той стороны реальных объектов и процессов, которая отражается в понятии информация, как проявление атрибутивных свойств объектной реальности – суть этой концепции, ее отличительная черта.
Функционально-кибернетический рассматривает информацию как свойство определенного класса информационных систем, которое возникает и обогащается в процессе становления, развития этих систем, их функционального взаимодействия между собой и внешним миром. Такими системами являются, во-первых, живые организмы их сообщества, во-вторых, человек и человеческое сообщество и, в-третьих, интеллектуальные системы.
Выделяются три фазы существования информации.
1. Ассимилированная информация - представление сообщений в сознании человека, наложенное на систему его понятий и оценок.
2. Документированная информация - сведения, зафиксированные в знаковой форме на каком-то физическом носителе.
3. Передаваемая информация - сведения, рассматриваемые в момент передачи информации от источника к приемнику.
В дальнейшем будем рассматривать только документированную или передаваемую информацию. Подавляющая масса информации собирается, передается и обрабатывается с помощью знаков. Знаки - это сигналы, которые могут передавать информацию при наличии соглашения об их смысловом содержании между источниками и приемниками информации. Набор знаков, для которых существует указанное соглашение, называется знаковой системой. Многие знаковые системы, естественно, нельзя четко ограничить, однако при обработке информации на электронных вычислительных машинах (ЭВМ) наличие точного перечня знаков обязательно.
Правильное восприятие информации конечным потребителем может быть затруднено из-за наличия различных помех, называемых информационным шумом.
Различаются три разновидности шума и соответственно три информационных фильтра, блокирующих этот шум.
1. Синтаксический фильтр. В последовательности знаков, хранимых на носителе или передаваемых, могут быть обнаружены участки, относительно которых отсутствует соглашение о придании им смысла. Эти участки составляют синтаксический шум, и они распознаются синтаксическим фильтром. Фильтр содержит набор решающих правил, позволяющих различать правильные (осмысленные) и неправильные (бессмысленные) последовательности знаков.
2. Семантический фильтр. Первый аспект семантического шума связан с отсутствием новизны в получаемом сообщении. Иначе говоря, сообщение не расширяет знаний потребителя. Второй аспект семантического шума связан с прохождением ложного сообщения через синтаксический фильтр. Допустим, что сообщение "Количество студентов, поступивших в 2001 году на факультет менеджмента и бизнеса в группу 1417 равно 3 человекам" дважды искажено так, что вместо цифры 5 воспринято 7 и вместо 25 воспринято 3. Первое искажение может быть зарегистрировано синтаксическим фильтром, только если группа с кодом 1417 вообще не существует на факультете, а второе искажение синтаксический фильтр не заметит. Такие искажения должен обнаруживать семантический фильтр. Он проверяет соответствие контролируемого сообщения с уже имеющейся информацией. Если в нашем примере установлено, что количество студентов в группе должно превышать 20 человек, а для группы 1415 она составляет 3 человека, то после исправления первой ошибки семантический фильтр обнаружит вторую ошибку. Существенные для семантического фильтра взаимосвязи устанавливаются также предметными науками, например бухгалтерским учетом, экономической статистикой и др.
3. Прагматический фильтр, говоря в общем, устанавливает степень ценности информации для потребителя. Элементы прагматической оценки обычно охватывают полноту информации (исчерпывающее отражение явления), ее своевременность, компактность (возможна меньшая длина сообщения), употребимость (число потенциальных потребителей) и доступность.
Информация на пути от источника к потребителю проходит через ряд преобразователей - кодирующих и декодирующих устройств, вычислительную машину, обрабатывающую информацию по определенному алгоритму, и т. д. На промежуточных стадиях преобразования семантические и прагматические свойства сообщений отступают на второй план ввиду отдаленности потребителя, поэтому понятие информации заменяется на менее ограничительное понятие "данные".
Данные представляют собой набор утверждений, фактов и/или цифр, лексически и синтаксически взаимосвязанных между собой.
Лексические отношения (часто называемые парадигматическими) отражают постоянные связи в структуре языка, например, род - вид, целое - часть. Связи между отдельными частями сообщения отражаются синтаксическими (синтагматическими) отношениями. Данные безразличны к семантическому и прагматическому фильтру. В тех случаях, когда различие между информацией и данными нет нужды подчеркивать, они употребляются как синонимы.
Чтобы определить понятие “экономическая информация”, надо очертить рамки экономических процессов. В наиболее общей форме экономическими процессами являются производство, распределение, обмен и потребление материальных благ. Информация об указанных процессах называется экономической информацией.
Для обработки экономической информации характерны сравнительно простые алгоритмы, преобладание логических операций (упорядочение, выборка, корректировка) над арифметическими, табличная форма представления исходных и результатных данных.
К важнейшим признакам, по которым обычно осуществляется классификация циркулирующей экономической информации, относятся:
1. Отношение к данной управляющей системе. Этот признак позволяет разделить сообщения на входные, внутренние и выходные.
2. Признак времени. Относительно времени сообщения делятся на перспективные (о будущих событиях) и ретроспективные. К первому классу относится плановая и прогнозная информация, ко второму - учетные данные. По времени поступления разделяются периодические и непериодические сообщения.
3. Функциональные признаки. Формируется классификация по функциональным подсистемам экономического объекта. Например, информация о трудовых ресурсах, производственных процессах, финансах и т.п., в другом разрезе - на данные планирования, нормирования, контроля, учета и отчетности.
Надо констатировать, что не существует меры информации, равно применимой на всех стадиях обработки информации. Остается единственная возможность - учитывать количество обрабатываемых знаков, т. е. объем информации. Эта величина отражает, естественно, только внешнюю сторону информационных процессов.
Понятие системы
В условиях быстро меняющейся рыночной ситуации информационная поддержка любого предприятия должна соответствовать динамике изменений внешней и внутренней среды. Поэтому в настоящее время основой для решения задач обработки информации для принятия решений стал системный подход к анализу и построению информационной модели экономики. Как любая система, экономическая система охватывает комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое.
Системой называется любой объект, который, с одной стороны, рассматривается как единое целое, а с другой — как множество связанных между собой или взаимодействующих составных частей.
Понятие системы охватывает комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое. В систему входят следующие компоненты.
1. Структура - множество элементов системы и взаимосвязей между ними. Математической моделью структуры является граф.
2. Входы и выходы - материальные потоки или потоки сообщений, поступающие в систему или выводимые ею. Каждый входной поток характеризуется набором параметров {x(i)}; значения этих параметров по всем входным потокам образуют вектор-функцию X. В простейшем случае Х зависит только от времени t, а в практически важных случаях значение Х в момент времени t+l зависит от X(t) и t. Функция выхода системы Y определяется аналогично.
3. Закон поведения системы - функция, связывающая изменения входа и выхода системы Y = F(X).
4. Цель и ограничения. Качество функционирования системы описывается рядом переменных u1, u2,..,uN. Часть этих переменных (обычно всего одна переменная) должна поддерживаться в экстремальном значении, например, mах u1. Функция ul = f(X,Y,t,... ) называется целевой функцией, или целью
В более расширенном толковании последнее определение системы формулируется как множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды, что можно формулировать следующим образом:
S = ( Э1, Э2, Э3, Э4), где
Э1 – элементы, Э2 - структура, Э3 - поведение системы, Э4 – среда.
Вне зависимости от способов детерминирования системы, базисные принципы системного анализа предполагают вычленение элементарной основы, а так же выявление совокупности межэлементных взаимоотношений, которые и формируют, в свою очередь, новое интегративное качество, придают новому образованию целостность, позволяющую говорить о существовании системы.
Информационные потоки
Материальные потоки
Рис. 1.Схема материальных и информационных потоков.
Системный подход позволяет представить процесс построения любой информационной системы в виде схемы, содержащей семь этапов (рис. 2) , которые определяют создание системы от постановки задачи до ее реализации.
Первый этап – формирование основных требований к системе на словесном (вербальном) уровне без должной формализации.
Второй этап – определение концепции решения проблем и задач или построения системы.
Третий этап – детализация общей задачи создания и применения системы описаний для перехода от словесных формулировок к схемному или логически взаимосвязанному описанию функций и задач системы, которое позволит разбить систему на основные составляющие ее части. В результате определится структурная схема системы.
Рис.2. Схема построения автоматизированной системы
На первых трех этапах происходит формирование инфологической модели.
Четвертый этап – алгоритмизация методов и решений задач, стоящих перед системой, выбор моделей данных, математических и технологических решений.
Пятый этап – оптимизация решений, осуществляемая на основе дополнительного исследования предметной области и специфики решаемых задач. Этим заканчивается построение системы на логическом уровне проектирования.
Шестой этап – реализация системы. В терминах проектирования говорят о переходе к физическому (уровню) построения системы.
Седьмой этап – модернизация создания информационной системы, предусматривающая учет возможных ситуаций функционирования, а также тенденций развития программно-технологических средств.
Системы вообще и экономические системы в частности характеризуются следующими свойствами:
Целостность, т.е. согласованность цели функционирования всей системы с целями функционирования ее подсистем и элементов;
Делимость, т.е. возможность представить систему состоящей из относительно самостоятельных частей – подсистем, каждая из которых может рассматриваться как система. Возможность декомпозиции системы упрощает ее анализ, т.к. число взаимосвязей между подсистемами и внутри подсистем обычно меньше, чем число связей непосредственно между всеми элементами системы.
Относительность, т.е. зависимость элементов, взаимосвязей, входов, выходов, целей и ограничений от целей исследования
Разнообразие (множественность)
Эмерджентность – возникновение у системы новых интегративных качеств, не свойственных элементам (подсистемам, частям).
Надо также иметь в виду, что система, как правило, имеет больше свойств, чем составляющие ее элементы. Так, предприятие обладает юридической самостоятельностью, а его подразделения - нет.
Понятие экономической информационной системы
Экономическая информационная система (ЭИС) представляет собой систему, функционирование которой во времени заключается в сборе, хранении, обработке и распространении информации о деятельности какого-то экономического объекта реального мира.
Информационная система создается для конкретного экономического объекта и должна в определенной мере копировать взаимосвязи элементов объекта.
Экономические информационные системы предназначены для решения задач обработки данных, автоматизации конторских работ, выполнения поиска информации и отдельных задач, основанных на методах искусственного интеллекта.
. Задачи обработки данных обеспечивают обычно рутинную обработку и хранение экономической информации с целью выдачи (регулярной или по запросам) сводной информации, которая может потребоваться для управления экономическим объектом.
Автоматизация конторских работ предполагает наличие в ЭИС системы ведения картотек, системы обработки текстовой информации, системы машинной графики, системы электронной почты и связи.
Поисковые задачи имеют свою специфику, и информационный поиск представляет собой интегральную задачу, которая рассматривается независимо от экономики или иных сфер использования найденной информации.
Алгоритмы искусственного интеллекта необходимы для задач принятия управленческих решений, основанных на моделировании действий специалистов предприятия при принятии решений.
Классификация ЭИС
Экономические информационные системы можно разделить на два больших класса: управляющие информационные системы (для управления технологическими процессами на предприятии) и системы организационно-административного типа (например, управление кадрами, технической подготовкой производства, автоматизация задач бухгалтерского учета и т.д.).
С функциональной точки зрения ЭИС делятся на информационно-поисковые системы – ИПС, системы обработки данных – СОД, автоматизированные системы управления – АСУ.
Назначением информационно-поисковых систем (ИПС) является поиск информации по заданному критерию, например, автоматизация кадровых служб, учет на складах, информационная система ГИБДД. При вводе в ИПС каждый документ подвергается индексированию. Под индексирование понимается процесс, состоящий из двух этапов:
определение тем, отражаемых в документе;
выражение этих тем на языке, принятом в ИПС.
Индексированы должны быть не только документы, но и запросы, поступаемые в ИПС.
Система обработки данных преобразует поток входной информации в поток выходной информации, предоставляемый органу управления объектом, который и принимает управленческое решение. Например, расчет заработной платы, расчет концентрации вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу каким-либо предприятием.
Если СОД способна выполнять выбор управленческих решений, то она становится автоматизированной системой управления – АСУ. В АСУ используются экономико-математические методы, методы экспертных оценок, на основе которых осуществляется моделирование действий специалистов. С помощью АСУ можно решать задачи оптимального управления запасами, планирования, учета и контроля.
Создание АСУ требует длительного времени и может проходить в несколько этапов. При искусственном разделении АСУ на функциональные составляющие руководствуются следующей классификацией в процессе принятия управленческих решений.
Первый уровень – выполнение учетно-информационных функций: сбор, регистрация, хранение, обработка, выдача информации о завершении производственных операций. Например, информационное сопровождение движения строительных материалов, машин и автотранспорта, выполнения объемов работ, поступления средств и т.д. На первом уровне автоматизированная система используется как информационная поддержка процесса принятия решения руководством организации.
Второй уровень – оперативно-управленческие функции: на основе данных первого уровня и анализа поступающей от подразделений информации решаются задачи оперативного управления предприятием, например, корректировка снабжения, переброса рабочей силы, механизмов и т.д.
Третий уровень – функции стратегического планирования: на основе данных первого и второго уровней и информации о региональной и глобальной экономической, социальной и политической конъюнктуры решаются задачи, связанные с деятельностью предприятия в ближайшем будущем: прогноз доходов предприятия на относительно длительный период времени, выбор заказчиков, корректировка профиля предприятия.
Деление ЭИС на практике оказывается весьма условным и чаще всего может сочетать в себе признаки и ИПС, и СОД и АСУ.
В ЭИС могут применяться два режима решения задач – пакетный и диалоговый.
Пакетный режим обработки данных характеризуется рядом недостатков. Так, потребитель информации обособлен от процесса ее обработки, что в некоторых ситуациях вызывает у него сомнения в правильности исходных данных и результатов в применяемых алгоритмах. Пакетная система снижает также оперативность принятия решений на управляемом объекте.
При диалоговом режиме работы происходит обмен сообщениями между пользователем и системой. Роль “активного” элемента пользователь и система выполняют попеременно. ЭИС активна от момента завершения ввода информации и команд пользователем до завершения обработки команды (запроса). Пользователь обдумывает результат обработки запроса и вводит данные для следующего запроса. Следует отметить, что последовательность команд, выдаваемых пользователем в диалоговом режиме работы, не является фиксированной заранее, а существенно зависит от результатов ранее выполненных команд.
Элементарным процессом при пакетной обработке является задание при диалоговой обработке - транзакция (взаимодействие). Задание содержит одну или несколько программ, выполняемых в определенной последовательности. Транзакция обычно представляет одну команду информационного процессора.
Необходимость диалога с системой возникает при решении экономических задач с многовариантной логикой, когда пользователь имеет возможность определять наиболее перспективные варианты решения задачи и постоянно следить за осмысленностью вычислений, производимых системой. Типичной диалоговой задачей можно считать расчеты по распределению ресурсов между несколькими потребителями.
Орган управления
Орган управления
Система
обработки данных
Автоматизированная система управления
Управляемый объект
Управляемый
объект
Рис. 3 а. Структурные схемы системы обработки данных и автоматизированной системы управления
Рис. 3 б. Схема функционирования информационно-поисковой системы
По способу распределения вычислительных ресурсов выделяются локальные и распределенные ЭИС. Локальная система использует одну электронно-вычислительную машину, а в распределенной системе организуется взаимодействие нескольких ЭВМ, соединенных между собой каналами связи.
Распределенная информационная система представляет собой объединение информационных систем, выполняющих собственные, не зависимые друг от друга функции, с целью коллективного использования информационных фондов и вычислительных ресурсов этих систем. Отдельные информационные системы, как правило, территориально удалены друг от друга.
Каждый из процессов в распределенной информационной системе может независимо обрабатывать локальные данные и принимать соответствующие решения. Отдельные процессы обмениваются информацией через сеть связи с целью обработки данных, расположенных в других узлах сети для собственных или коллективных нужд.
Наиболее распространенными схемами связи в распределенных ЭИС являются системы с центральной ЭВМ и системы с кольцевой структурой связей ЭВМ.
В заключение можно отметить, что вопросы использования экономической информации, методы управления экономическими объектами и методы принятия управленческих решений не рассматриваются в теории экономических информационных систем. Предполагается, что к моменту создания ЭИС указанные вопросы так или иначе решены. В теории ЭИС изучаются проблемы организации информации в системе и эффективной эксплуатации ЭИС.
§ 1.2. Компоненты экономических информационных систем
При решении любых задач с использованием ЭВМ требуется наличие ряда компонентов:
исходной и справочной информации для расчетов;
метода (алгоритма) решения задачи, записанного в виде программы, которая может быть выполнена на ЭВМ;
самой ЭВМ как исполнителя алгоритма;
пользователей, т.е. лиц, которые используют результаты решения задачи в своей профессиональной деятельности.
Компоненты информационной системы - это база данных, концептуальная схема и информационный процессор, образующие вместе систему хранения и манипулирования данными.
В окружающем нас мире выделяются материальные системы различного назначения. Все, что происходит в процессе функционирования материальных систем, может быть описано в форме сообщений. Появление сообщений о событиях, происходящих в материальной системе, представляет собой информационное отображение материальных процессов.
<< Пред. стр. 1 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу