1. СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА
1.1. Понятие и содержание информационного обмена
Необходимым условием развития и рационального использования информационных ресурсов является информационный обмен. Существуют различные точки зрения на само понятие информационного обмена. В одних случаях он рассматривается как частный случай продажи информации, когда вместо денег или иной материальной субстанции за информацию как товар рассчитываются другой информацией [3]. Другой подход связан с рассмотрением информационного
обмена как основы создания выраженной, достаточно специализированной относительно общих
целей организации системы обратных связей между ее различными элементами, подструктурами,
а также внешними партнерами [2].
Информационный обмен — это информационное взаимодействие потребителей и поставщиков информации, объединенных единой целевой информационной политикой, осуществляемое
с помощью специфического набора методов и средств (информационных, правовых, организационных, методических, технических, технологических).
Целевая информационная политика— это совокупность: целей, отражающих интересы
специалистов заданной области в информационной сфере; стратегии и тактики принятия управленческих решений и методов их реализации, разрабатываемых и используемых для совершенствования и регулирования как непосредственно процессов информационного взаимодействия, так
и процессов технологического обеспечения такого взаимодействия. Долгосрочной стратегической
целью такой политики должно стать формирование открытого информационного пространства,
построенного путем интеграции всех уровней информационных взаимодействия с учетом интересов информационной безопасности
Для выявления обобщенных информационных потоков и их функционального назначения с
точки зрения реализации решений указанных задач информационной политики целесообразно использовать функционально-структурный подход на макро- и микроуровнях исследования. На макроуровне исследуется взаимодействие системы информационного обмена с внешней средой, а на
микроуровне изучается ее структура, элементы (подсистемы) и их взаимодействие внутри обозначенной организации.
В информационных системах функциональные связи между объектами системы осуществляются по специально организованным структурированным каналам прямой и обратной связи
(информационными потоками).
Система управления информационным обменом является интегрированной иерархической
системой, включающей в себя подсистемы с общими информационными базами экономических,
технических, качественных показателей деятельности и их координационными связями. Очень
важно соблюдение следующих требований:
1. Система управления должна обеспечивать каждого руководителя информацией, необходимой для анализа и выбора между альтернативными направлениями действий, для планирования
конечных результатов, а также действий, направленных на достижение этих конечных результатов
и осуществления корректирующих воздействий.
2. Система должна обеспечивать сбор и обработку фактических данных.
3. Система должна соответствовать организационной структуре информационного центра,
чтобы контролируемые параметры работы каждой структурной единицы могли быть измерены с
точки зрения ее вклада в общую деятельность.
4. Система должна быть интегрированной в такой степени, чтобы информация агрегировалась по уровням иерархии, т. е. информация на более низком уровне должна быть более конкретна, чем на более высоком.
5. В системе информация, используемая для планирования, должна отличаться от той, которая применяется для контроля, хотя при формировании каждого из этих видов нужен учет другого вида.
1
6. Информационные данные, поставляемые системой, должны быть своевременными; они
должны охватывать прошлое, настоящее и будущее и отражать все основные показатели деятельности.
7. Система должна быть достаточно гибкой, чтобы обеспечить возможность оперативного
управления новыми структурами (процессами) и их контроль.
8. При выработке управляющих воздействий необходимо учитывать как информацию, поступающую в ходе реализации основных процессов, так и мнения руководителей, ее предоставляющих.
9. В системе как можно полнее должна учитываться и подбираться информация о таких
факторах производства и окружающей среды, от которых более всего зависят успех и эффективность функционирования систем.
10. Для достижения приемлемого равновесия необходимо, чтобы последующая контрольная информация соответствовала управленческому стилю руководителей соответствующих подразделений .
11. Специальные отчетные материалы должны охватывать наиболее важные периоды времени и отражать достижения, содействовать проверке выполнения планов, включать в себя только
реальные факты. Они должны быть также доступны для чтения и понимания, иметь четкое назначение, основываться на конкретных планах, строиться в соответствии с технологией документооборота.
12. Необходимо активное использование автоматизированных систем для процесса управления и принятия решений.
13. Должна существовать возможность улучшения и модернизации системы управления, но
постоянная переделка по каждому незначительному поводу недопустима.
1.2. Общие принципы организации информационного обмена
Основой любой человеческой деятельности является информационный обмен в той или
иной форме с другими людьми и объединениями людей. Имеются различные подходы к его реализации. При этом обычно, при рассмотрении информационных технологий, реализующих информационный обмен в современном обществе, «за кадром» остаются некоторые вещи, кажущиеся очевидными, и на них хотелось остановиться более подробно.
В любой социально-экономической системе существует система обращения информации,
отражающая ее состояние и обеспечивающая развитие. Представляет интерес рассмотрение некоторых общих принципов формирования и функционирования этого информационного взаимодействия безотносительно к содержанию и методам практического применения.
Информацией обмениваются взаимодействующие объекты, составляющие социальноэкономическую систему. Объекты – это элементы рассматриваемой системы, обладающие характерными свойствами и поведением и создающие некоторый контекст, содержание взаимодействия. Информация без указания контекста ее получения и места в окружающем нас мире практически лишена смысла. Более того – отсутствие указания контекста или его искажение – один из
способов ее фальсификации перед потребителем неявным образом.
Информация об объектах фиксируется (получает объективное выражение) в той или иной
форме в документах.
Документ есть материализованное в той или иной форме отражение человеком некоторых
значимых для него явлений окружающего мира.
Человек нуждается в концепции, объясняющей поведение окружающих его объектов и в
качестве основы для ее построения выступает документ. Система документов – выраженная вовне
система восприятия объекта человеком, на основе которой строится концепция и мотивируется его
деятельность.
Документ – это представленная в некоторой форме информация об объекте, имеющаяся у
субъекта – поставщика данных, и отражающая восприятие субъекта с целью осуществления желаемого воздействия на потребителя информации.
2
Субъект привносит в документ свое собственное видение объекта и стремится при этом к
реализации своих целей по отношению к объекту, если их имеет. Реальные документы формируются исторически и являются одной из стабильных форм артефактов («рукописи не горят»).
Элементы информации различного типа причудливым образом переплетаются в реально
существующих в обществе документах. Это впечатления источника данных в устной и письменной форме, данные учета и измерений, разного рода графические изображения и др.
На рисунке 1 представлена общая схема формирования и обращения документов.
Рис. 1. Общая схема формирования и обращения документов
Субъект формирует вовне представление об объекте в виде документов, представленных в
той или иной форме и предназначенных потребителю информации. При этом объект предстает перед потребителем информации в виде совокупности документов. Понятно, что наличие документа
оправдано только тогда, когда потребитель информации не может получить информацию об объекте непосредственно и/или в нужном виде, то есть когда она может его заинтересовать и повлиять на его поведение.
Субъект, создающий документ, всегда имеет в той или иной степени цели, отношение, систему восприятия по отношению к объекту. При этом можно выделить объективную и субъективную составляющие – то есть часть информационного содержимого, характеризующую собственно
объект и часть, отражающую субъективные искажения данных. Поэтому потребитель информации
всегда должен учитывать позицию и интересы субъекта по отношению к объекту. Имеющиеся документы являются основаниями для деятельности потребителя информации по отношению к объекту. При этом поведение потребителя информации в той или иной степени определяет и поведение поставщика данных по формированию информационного образа объекта.
Каждый документ всегда, но часто неявно, имеет :
- цель создания, которая определяет его содержание (ее в общем случае можно сформулировать как обеспечение нужного субъекту восприятия объекта потребителем документа);
- структуру (или поддается структурированию);
- момент возникновения;
- срок действия, влияния на потребителя (в том числе и ∞);
- форму представления, которая может изменяться с развитием потребностей и технических возможностей;
- средства обеспечения достоверности, отсутствия искажений и конфиденциальности;
- определенную множественность, поскольку возникает периодически, как отражение
изменчивого объекта и может поступать в одно и то же время от различных поставщиков данных.
На рис. 2 представлена схема обращения информации в социально-экономической системе. Она является детализацией схемы, представленной на рис. 1. В ней основное внимание обра3
щено на целеполагание и целесообразность в процессе информационного обмена. В простейшем
случае подобная схема воспроизводится в сознании и артефактах одного человека. Однако ее реализации в социальной среде имеют тенденцию к усложнению по мере увеличения сложности объекта и информационной среды.
Рис.2 Общая схема обращения информации в социально-экономической системе.
Любой конкретный информационный обмен всегда касается того или иного объекта, представляющего интерес в данном контексте. Сведения об объекте поставляют источники данных,
которые их тем или иным образом получают. Информация, полученная от поставщиков данных
фиксируется одним из доступных способов. В основе обмена лежит некоторая информационная
инфраструктура. В качестве такой инфраструктуры могут рассматриваться традиционное межличностное взаимодействие, средства массовой информации, Интернет.
Рассматриваемая схема универсальна, однако она наиболее удобна для рассмотрения информационной составляющей различных социально-экономических механизмов.
Процесс обращения информации формируется по своим особым законам. Вне социальноэкономической системы, сам по себе, он не существует. Он изобретается людьми в соответствии с
их пониманием ситуации, потребностями, технологическими возможностями. То есть должен
быть кто-то (один человек, группа, организация) кто комплексно представляет процесс в целом,
формирует его в соответствии с объективными предпосылками и собственными потребностями и
пониманием сущности объекта и его окружения. Это понимание приходит в результате деятельности в составе системы или изучения ее извне.
Процесс обращения информации служит удовлетворению некоторых целей. Цели управления социально-экономической системой (требующие соответствующих инструментов):
- поддержание функционирования системы;
- развитие системы в заданном направлении;
- определение направления развития системы (целеполагание с учетом противоречивых
интересов.
Сейчас существует ситуация, когда изучение путей достижения неоправданно превалирует
перед формированием целей. И это при том, что целеполагание часто лежит вне той или иной социальной организации и противоречит целям ее автономного функционирования, поскольку целеполагание и контроль функционирования в управленческих социальных структурах часто осуществляются вышестоящей организацией, представительными или контрольными органами государства.
Организации, осуществляющие целеполагание и контроль нуждаются в детальной и достоверной информации об интересующей структуре управления.
4
Все блоки рассматриваемой ниже схемы в конкретных случаях реализуются людьми, автоматическими устройствами, организациями. Обычно некоторые из описанных компонентов считаются очевидными и нечетко оговариваются в процессе регламентации получения и регистрации
информации, что приводит к неполному описанию условий ее возникновения и неоднозначному
толкованию.
Пояснения к схеме:
Объекты – все что нас интересует по каким-либо причинам в некотором контексте в социально-экономической системе, то, относительно чего собирается информация и что целесообразно
рассматривать обособленно в ряду других объектов.
Выделение объектов в некоторых случаях очевидно, а в других – достаточно условно.
Возможны различные типологии и детализации в выделении объектов. Реально выделение
системы объектов происходит в рамках доминирующей в сознании регламентатора обмена концепции изучаемой социально-экономической системы.
Источники данных – объекты, располагающие сведениями об интересующих нас объектах
в рамках имеющейся информационной концепции объекта. Это «авторы первичных данных». В
том числе возможна информация объекта о себе - «Я» источника данных может также рассматриваться как объект в информационной структуре. В этом случае мы имеем дело с «автоинформацией» - субъективным взглядом объекта на себя.
Обычно существует возможность получения информации об объекте из различных источников.
Хранилище данных. Информацию об объекте целесообразно сохранять. Наличие полной,
ретроспективной информации позволяет увеличивать эффективность взаимодействия с ним. В
общем виде в системе информационного обмена всегда присутствует тот или иной механизм хранения некоторого множества документов, содержащих информацию об объекте (объектах).
В том числе:
наиболее традиционно это бумаги в той или иной форме различного уровня детализации с описаниями и изображениями объекта;
уменьшенные копии документов на микроносителе;
натурные образцы и макеты объектов - тоже специальный способ хранения информации об объекте, который часто является наиболее полным, удобным и интересным
(музейный экспонат – фактически информация в чистом виде, поскольку объектом
не пользуются по первоначальному назначению);
информация на машинном носителе (файлы, базы данных)
Во многих хранилищах информации в том или ином виде присутствует учет истории объекта:
выявленной по косвенным признакам;
непосредственно зафиксированной.
Хранилище данных оптимизируется для размещения информации об объекте (объектах)
для данной области применения.Оно должно обеспечивать полноту и достоверность данных, эффективное хранение, непротиворечивость при вводе, быстрое обращение к однозначно идентифицированным данным.
История – возможность воспроизведения с той или иной заданной степенью достоверности и детализации прошлых состояний объекта.
История данных в том или ином виде редко изначально концептуально присутствует,
например, в традиционных СУБД (появляясь однако в том или ином виде в большинстве приложений), хотя тенденция ее повсеместного учета появляется.
Проектирование (прогнозирование) будущих свойств объекта в некотором смысле может
рассматриваться как «история вперед» или история со знаком «-». «Отрицательная история» в отличие от обычной, многовариантна.
Отдельная проблема – возможность придумывания истории как со знаком «+», так и со
знаком «-» и наличие возможности различения реальной и придуманной истории. Если реальная
история не фиксируется объективно, она по мере надобности придумывается в соответствии с те5
кущей конъюнктурой регламентатора (не обязательно явно, а, например, путем помещения в хранилище односторонней или концептуально зауженной информации).
В связи с вышеизложенным просматривается проблема различения реальных и придуманных свойств объектов особенно в связи с возможностью генерации «виртуальных объектов» любого уровня сложности. Она не решается формально даже при наличии фактических данных, поскольку в конечном счете зависит от концептуального восприятия информации.
То есть, вообще говоря, существует проблема «множественности истории» объектов, которую нужно учитывать и каким-либо образом разрешать в перспективных автоматизированных системах. И здесь наибольшая сложность - не емкость носителей или сложность программного обеспечения, а концептуальное решение проблемы.
Система анализа и наглядного представления данных - это «авторы вторичных данных»
и существенная часть потребителей информации, накопленной в информационной системе об
объекте. Во многих случаях это и есть использование информации, если информация об объекте
применяется в пассивном режиме, не используется для формирования непосредственных воздействий на объект.
Анализ данных – поиск информации по смыслу, ассоциациям, построение на ее основе концептуальных моделей объекта, свертывание информации с целью повышения ее обозримости. Как
правило, в процессе анализа требуется совместить два не вполне совместимых подхода: многомерное смысловое структурирование информации и поиск в сплошном тексте.
Аналитическое представление сведений об объектах из хранилища информации – это модель мира, позволяющая реализовывать необходимые цели в соответствующих ситуациях.
В том числе осуществлять: оценку функционирования объекта; воспроизведение объекта;
конструировать различные методы генерации новых объектов.
Регламентатор обмена рассматривается автором как поставщик унифицированных моделей объекта, концепции объекта для общего употребления. Он – разработчик общего языка для
информационного взаимодействия с общезначимым объектом.
Управляющая система. Осуществляет целенаправленное «воздействие информации на
объект» которое изменяет объект в желаемом направлении.
С массовым внедрением информационных технологий происходит постепенное стирание
грани между «человеческими» и «машинными» управляющими информационными механизмами
даже в социально-экономической сфере. Даже достаточно сложные, но рутинные «человеческие»
функции в технологии управления могут быть заменены «машинными». При этом часто речь вовсе не идет о полной замене человека. Последствия такого влияния пока, по мнению автора, не
вполне прогнозируемы.
Управляющей системой, в зависимости от рассматриваемого круга объектов, может быть
как некоторая социально-экономическая организационная структура (орган управления, СМИ,
производственное предприятие) так и некоторая группа населения.
Регламентатор информационного обмена. Субъект, который формирует информационную модель объекта. Это не обязательно пользователь информации, это может быть и некоторая
структура, организующая функционирование информационного обмена в социальноэкономической системе.
В общем случае можно говорить о системе регламентации информационного обмена.
В различных контекстах регламентаторами информационного обмена могут быть:
«продвинутый» пользователь информационной системы
управленец
структура управления вышележащего уровня
аналитик
Существует проблема, связанная с наличием разных концепций восприятия объектов в основе каждой из которых лежат свои цели. Регламентатор информационного обмена обеспечивает
адекватное описание объекта в соответствии с собственным пониманием оптимальных целей и
интересов. Сложный, но актуальный вопрос – взаимная трансформируемость описаний объектов,
полученных с разных концептуальных позиций и полученных на их основе сведений об объекте.
Существует ли возможность получать информацию, не зависящую от различных концептуальных
6
построений? В общем случае это маловероятно (информационный массив всегда формируется с
позиции чьих-то интересов), но стремиться к этому надо.
Любой информационный механизм создается и эволюционирует с помощью какого-либо
регламентатора информационного обмена.
A – Получение информации. Фактические воздействия объекта на источник информации.
Результат активного и пассивного взаимодействия объекта с источником данных.
Способы получения информации
наблюдение
телеметрия
фотографирование
аудио и видеозапись информации
В современных условиях принципиальна проблема удостоверения информации. Раньше
этот вопрос решался традиционными методами и был больше гипотетическим, сейчас становится
актуальным и жизненно важным с различных точек зрения.
Проблема идентификации объекта и удостоверения что он это он в свете последних технических достижений, достижений генетики и медицины становится весьма актуальной. Какой орган
нужно пересадить от одного человека другому, чтобы его свойства как социального объекта перешли к другому? Какие из свойств унаследованного программного обеспечения делают его новым
объектом?
Другие важные вопросы – согласие объекта с информацией; отсутствие противоречий с
другой информацией об объекте.
При сопоставлении информации всегда используется некоторая концепция получения информации об объекте, которая имеет свои резоны и может отличаться от информации полученной
в другой концептуальной схеме.
B – Информация, передаваемая на хранение. Результат деятельности источника информации по получению информации об объекте. Информация представлена в различной форме и различным образом структурирована. Для представления информации для хранения удобно использовать понятие параметра. Параметр – существенная характеристика объекта с точки зрения регламентатора информационного обмена.
C – Выборка информации для анализа.Осуществляется на основе некоторых концептуальных предпочтений. Аналитик склонен находить в информационном массиве то, что он желает
найти. В этой области в последнее время происходят радикальные изменения. В связи с переводом
хранилищ данных на машинные носители, ростом технических возможностей компьютерной техники и совершенствованием программного обеспечения, появляются принципиально новые возможности анализа.
D – Информация в форме, готовой к практическому применению. Это свернутая фактическая информация, включающая в себя явно или косвенно концептуальную оценку объекта системой анализа, общие принципы формирования этой оценки в конечном итоге задаются регламентатором информационного обмена. Она также явно или неявно включает в себя стимулы для управляющей системы по воздействию на объект в желаемом аналитиком направлении.
E – Воздействие управляющей системы на объект. Целью получения информации является в конечном счете то или иное воздействие на объект. Человек и группы людей получают информацию с целью ее практического применения в своей деятельности. Даже самые абстрактные
на первый взгляд сведения всегда оцениваются с точки зрения их практического применения, хотя
бы как почва для аналогий в некоторых утилитарных областях. Воздействие в зависимости от области применения может носить как вполне материальный, так и чисто информационный характер.
Существенно то, что управляющая система стремится изменить поведение объекта в
направлении, заданном предыдущими состояниями информации об объекте.
Связи F, G, J, H, I отражают взаимовлияние регламентатора обмена и всех остальных
элементов информационного взаимодействия:
F – Восприятие регламентатором информационного обмена первичной информации об
объекте
7
G – Восприятие регламентатором информационного обмена аналитической информации об
объекте
J – Взаимодействие с источниками данных
H – Понимание регламентатором информационного обмена сущности объекта
I – Взаимодействие регламентатора информационного обмена с системой, оказывающей
управляющее воздействие на объект.
Регламентатор информационного обмена – один из основных элементов системы информационного обмена, взаимодействующий со всеми остальными элементами системы. Он реализует ценностное начало в системе. Это элемент системы обработки информации, формирующий систему в целом, оценивающий эффективность ее функционирования, обеспечивающий развитие,
структурное изменение и имеющий возможность изменять информационную систему.
Например, система управления предприятием обеспечивает информационную инфраструктуру для функционирования материальной среды предприятия в соответствии с заданными целями, в основу функционирования которой заложены некоторые механизмы, реализующие оценку
значимости информации, формирование структуры и принципов ее информационного наполнения.
В перспективных автоматизированных системах социально-экономического профиля следует ожидать более явного выделения функций регламентации информационного обмена на различных уровнях. Это является следствием возрастания возможностей по накоплению и глубине
анализа информации.
Сказанное выше касается как регламентации обращения личной информации, так и регламентации обращения внутренней корпоративной информации и информационных продуктов.
Сейчас особое значение приобретает также «регламентация регламентации» обращения
информации, т.е. формирование правил различного уровня по правилам обращения информации.
Происходит формирование программно-технологических средств для регламентатора обмена примером могут являться различные реализации CASE-технологий, позволяющие моделировать информационное взаимодействие в различных приложениях.
Рассмотренный подход позволяет рассмотреть процесс обращения информации с новой
точки зрения. Он может быть использован при построении информационных систем различного
назначения.
2. СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Для обеспечения адекватного функционирования системы управления определяющее значение имеют информационные процессы, то есть процессы сбора, хранения, обработки и передачи
данных с целью управления объектом или процессом и соответствующими им подсистемами. Информационные процессы можно подразделить на три группы:
обеспечивающие выбор и формирование целей (целеполагания);
предназначенные для разработки программы действий (планирование);
обеспечивающие нормальное протекание управляемого процесса по заданной
программе или плану (регулирование).
Традиционные методы управления сложным объектом или процессом базируются на документировании информации, являющейся входной и выходной для подсистем управления системы
управления.
При этом следует заметить, что входная информация для одной системы, является выходной информацией для другой подсистемы без какого-либо изменения состава и смыслового содержания, только в том случае если эти подсистемы находятся на одной страте (уровне) управления относительно рассматриваемой информации. В случае если относительно информации подсистемы находятся на различных стратах управления, то информация при передаче от одной подсистемы к другой приобретает новые свойства путем обобщения ее с другой информацией или путем ее получения с целями отличными от тех целей, для которых она использовалась в передающей системе.
8
Для адекватного обеспечения функционирования системы управления в ее составе создают
подсистемы информационного обеспечения.
Существуют принятые информационные модели информационного обеспечения управления, используемые при создании систем информационного обеспечения.
Под информационной моделью понимается схема потоков информации, используемой в
процессе управления, отображающая различные процедуры выполнения функций управления организацией (предприятием) и показывающая по каждой задаче связь входных и выходных данных
(документов, показателей)
Система информационного обеспечения (СИО) – это система сбора, организации, хранения, накопления, поиска, обработки, анализа, передачи данных, применяемых для функционирования системы управления.
Существуют два подхода к разработке СИО.
Первый подход - функциональный. В соответствии с ним каждое подразделение самостоятельно организует все операции по информационному обеспечению управления, базируясь на
собственных методах и методиках и исходя из собственных потребностей.
Недостатками такого подхода являются:
имеет место значительное дублирование информации;
недостаточная гибкость и адаптивность системы в условиях оперативности;
высокая нагрузка на звенья управления и каналы связи;
отсутствие горизонтальных связей.
В случае системного подхода СИО проектируется не под каждую функцию, а под комплекс функций управления, связанных между собой как последовательными, так и параллельными
связями на основе единства данных.
Использование системного подхода возможно только в результате обособления информационных процессов от процессов функционирования управляемого объекта.
Системный подход позволяет централизовать работы по информационному обеспечению и
использовать при этом индивидуальные ее свойства, выражающиеся в возможности многократного использования, а также в силу существования свойства эмержентности.
Следует учесть, что централизация процессов информационного обеспечения и централизация процессов управления являются совершенно разыми понятиями. Централизация информационного обеспечения представляет собой техническую и практическую необходимость, тогда как
централизация управления – это вопрос экономической и организационной целесообразности, решаемый независимо от методов и методик информационного обеспечения.
В обеспечении систем управления информацией требуемой для ее функционирования можно выделить три взаимосвязанных направления. Во-первых, это информация об объекте управления, его состоянии, возможных путях развития и т.п. Во-вторых, это информация о внешней среде,
среде функционирования управляемого объекта. В-третьих, информация непосредственно о системе управления, состоянии, возможных тенденциях функционирования. Для получения информации по каждому из направлений требуется организация исследований как объекта управления,
системы управления и внешней среды в отдельности так и во взаимосвязи.
При организации информационного обеспечения нужно установить наличие условий существование эффективного управления:
должна быть известна оценка состояния объекта;
цель управления должна быть сформулирована четко, допускать формализацию. Такая
формализация производится в процессе синтеза критерия достижения искомого состояния;
должны существовать реальные варианты достижения искомого состояния или параметров
процесса с применением существующих или возможных в своем существовании средств;
должна существовать возможность воздействия на объект управления по прямому каналу;
интенсивность управляющего воздействия (на основе имеющихся ресурсов, пропускной
способности каналов управления, мощности исполнительных) должна быть достаточна для осуществления необходимых преобразований за располагаемое время;
9
воздействия должны осуществляться в реальном масштабе времени, то есть достаточно
быстро для того, чтобы реагировать на происходящие в объекте или процессе (в том числе под
воздействием предыдущих воздействий) изменения;
для адаптивных (приспосабливающихся к внешним условиям) систем управления должна
существовать обратная связь, предоставляющая реальную информацию о состоянии управляемого
объекта или процесса и результатах воздействия на него прямых управляющих сигналов.
2.1. Теоретико-множественное представление СИО.
Представим ИС {Ψ} в виде множества из n элементов (объектов): ψ1,…, ψn, каждому из которых ставится в соответствие некоторый набор атрибутов:
Свойства каждого объекта ψ в ИС описываются с помощью его атрибутов, каждый из которых принадлежит некоторому классу Ιi, Φi или Αi. Данные классы представляют собой соответственно идентификационные, основные и дополнительные классы атрибутов объекта и составляют множества классов {Ι}, {Φ} и {Α}. Множества тех или иных классов атрибутов объекта могут
частично, полностью или совсем не пересекаться в разных ИС. По степени общности данных в
ИС, то есть по отношению ИС друг к другу при интеграции их можно классифицировать на:
1. однородные информационные системы (ОИС);
2. аддитивные информационные системы (АИС);
3. разнородные информационные системы (РИС).
Системы {Ψ1}, {Ψ2}, …. {ΨN} являются однородными по отношению друг к другу
,
если для любых объектов, принадлежащих разным системам множество идентификационных
классов атрибутов одинаково для всех систем, как и множество функциональных классов атрибутов объекта:
Дополнительные атрибуты {αi} в общем случае могут принадлежать различным классам
{Α}, отличающимся для различных
Системы {Ψ1}, {Ψ2}, …. {ΨN} являются аддитивными по отношению друг к другу
,
если они содержат разностороннюю информацию об одних объектах, то есть множества идентификационных классов атрибутов в таких системах пересекаются, что позволяет провести идентификацию объекта в разных системах, а множества функциональных и дополнительных классов
атрибутов – различаются:
Системы {Ψ1}, {Ψ2}, …. {ΨN} являются разнородными по отношению друг к другу
,
если множества функциональных или дополнительных классов атрибутов одной системы совпада10
ет с множеством идентификационных классов атрибутов другой системы, что позволяет оценивать
возможность построения СИО.
Для того чтобы проводить анализ эффективности различных методов построения СИО ИС
было введено понятие функциональности:
− функциональность ИС по отношению к принадлежащему ей объекту f(ψi);
− функциональность ИС по отношению к некоторой совокупности объектов F(Ψ).
Функциональность ИС относительно принадлежащих ей объектов определяется тем набором основных информационных атрибутов, которые содержатся в системе. Такое определение
функциональности предназначено только для того, чтобы оценивать изменения информационного
наполнения системы в процессе построении СИО, оно не позволяет сравнивать между собой две
информационные системы.
Функциональность ИС по отношению к совокупности объектов F(Ψ) является некоторой
мерой наших возможностей по выявлению взаимосвязей между отдельными атрибутами объектов,
принадлежащих {Ψ}, то есть косвенной оценкой достоверности математических моделей объектов.
Функциональность ИС, как понятие, введенное для оценки информативности системы, будет возрастать с ростом количества объектов, принадлежащих ей, так как достоверность корреляционной связи двух систем зависит от числа степеней свободы. Объем выборки и достаточно качественная однородность совокупности (родственность по нескольким общим признакам) также
весьма важны при составлении уравнения регрессии, что позволяет говорить о возрастании функциональности ИС по отношению к совокупности объектов при возрастании количества объектов,
принадлежащих системе.
Информационным ресурсом следует считать только те сведения, знания, сообщения, которые содержат элементы новизны для их получателя и используются в процессе функционирования системы управления. Иначе говоря, Информационным ресурсом можно считать только те
сведения, знания, сообщения которые уменьшают неопределенность в системе управления об объекте управления.
Каждая управляющая система организует свою деятельность таким образом, чтобы обеспечить максимально эффективную координацию и управление подчиненными объектами. Это делается путем оптимальной организации системы ИОУ. При подробном рассмотрении можно выделить несколько видов информационных потоков СУ:
Информирующий поток. Данный вид потока данных содержит в себе некоторую информацию о состоянии одного или нескольких объектов.
Координирующий поток. Этот вид потока данных содержит в себе некоторое координирующее воздействие на подчиненный орган нижнего уровня иерархии с целью обеспечения оптимального выполнения задач, поставленных управляющим органом верхнего уровня иерархии. То
есть орган, получивший координирующее воздействие должен таким образом организовать работу
подчиненных органов, чтобы обеспечить выполнение поставленной задачи.
Управляющий поток. Данный вид потока данных содержит в себе некоторое управляющее воздействие на подчиненный орган низшего уровня иерархии от органа, непосредственно
11
управляющим этим объектом, с целью обеспечения оптимального выполнения задач, поставленных управляющим органом верхнего уровня иерархии.
Рекомендательный поток. Данный вид потока не содержит в себе данных, которые могут
быть классифицированы как управляющие или координирующие. Их в то же время нельзя отнести
и к информирующим. Содержащиеся в данном виде потока данные являются некоторыми рекомендациями по организации деятельности того или иного органа управления. Рекомендательные
потоки данных могут возникать между такими органами управления, которые действуют на одном
уровне иерархии, но не подчиняются одному и тому же органу более высокого уровня иерархии.
Взаимодействие органов управления между собой осуществляется следующим образом:
1.
К органам всех уровней иерархии, кроме низшего, от непосредственно подчиненных
им органов поступают информирующие потоки.
2.
От органов всех уровней иерархии к непосредственно подчиненным им органам,
кроме органов низшего уровня иерархии, поступают координирующие потоки, которые формируются на основании анализа поступающих информационных потоков, а также координирующих
потоков от органа более высокого уровня иерархии.
3.
К органам низшего уровня иерархии поступают управляющие потоки, которые формируются на основании анализа поступающих информационных потоков, а также координирующих потоков от органа более высокого уровня иерархии.
4.
Между органами одного и того же уровня иерархии, подчиняющихся различным органам более высокого уровня иерархии, могут возникать рекомендательные потоки, которые формируются на основании анализа информирующих, координирующих (или управляющих) потоков
с учетом необходимости решения проблемы управления данным органом в связи с другими проблемами, решаемыми органами того же уровня иерархии.
Информирующие потоки реализуются в виде отчетности, координирующий и управляющий — в виде приказов и распоряжений, а рекомендательный — в виде рекомендаций.
2.2. Схемы организации СИО
1.Системная:
П
S
СИО
П
П
В данном случае информационным обеспечением
потребителей (П) занимается одна СИО, которая также
осуществляет информационное взаимодействие с внешней средой системы (S).
П
2. Функциональная:
П
S
СИО
П
СИО
СИО
П
В данном случае у каждого потребителя (П)
есть своя СИО. Между этими СИО существуют информационные взаимодействия. Некоторые СИО могут осуществлять информационное взаимодействие с
внешней средой системы (S).
СИО
П
12
В частном виде 1 и 2 схемы не встречаются. Чаще всего имеет место одна из смешанных
схем организации СИО:
П
S
П
СИО
СИО
3. В данной схеме присутствует одна общая
СИО, а также СИО могут иметь и потребители. Между СИО могут существовать взаимодействия. Кроме
того, все СИО могут взаимодействовать с внешней
средой системы (S).
В настоящее время данная схема информационного обеспечения является наиболее распространенной.
П
П
4. В данной схеме могут существовать несколько СИО, каждая из
которых обеспечивает информацией
группу потребителей. Причем связи
между СИО значительно слабее, чем
связи между СИО и её потребителями.
Все СИО могут взаимодействовать с
внешней средой системы (S).
СИО
П
S
П
СИО
П
S
П
6. В данной схеме присутствует
одна общая СИО и несколько СИО потребителей. Причем, информационным
обеспечением потребителей занимаются в основном СИО потребителей, а
общая СИО занимается обработкой
информации только для СУ.
П
5. В данной схеме присутствуют
несколько одинаковых СИО, каждая из
которых обеспечивает информацией отдельную группу потребителей. В процессе функционирования СИО могут
обмениваться друг с другом отдельной
информацией, а также обмениваться
информацией с внешней средой системы (S).
П
СИО
П
СИО
П
П
П
П
П
П
П
СИО
СИО
S
СИО
СИО
СИО
П
СУ
П
13
S
П
П
СИО
СИО
7. В данной схеме СИО имеет каждый потребитель, а также
существует общая СИО. Между
СИО могут существовать взаимодействия, а также СИО могут взаимодействовать с внешней средой.
СИО
СИО
П
СИО
СИО
П
П
2.3. Оптимизация систем информационного обеспечения
Первым этапом оптимизации СИО является выделение функций СИО. Этот этап основывается на анализе функциональной структуры организации, информационных потоков между функциями, выполняемыми персоналом данной организации. Основным условием для выделения
функций СИО является комплексное представление о деятельности организации, её целях и функциях, целях и функциях персонала, информационных потоках между функциями. Эту информацию необходимо собрать перед началом анализа одним из методов получения информации (контент-анализ, метод интервьюирования и др.).
Рассмотрим основные случаи, в которых требуется выделение функций СИО (для этого
определим следующие обозначения – Fi - функция персонала; Ii’ - информация, выходящая из одной функции, и поступающая на вход другой функции; Ii” – информация, необходимая для реализации данной функции):
1) Когда идет отчет вышестоящему начальнику для контроля. В данной ситуации, как правило,
отчет содержит перечень информации об итогах деятельности подчиненного за определенный
период. Чаще всего это большой объем информации. Для оценки деятельности подчиненного
эту информацию необходимо определенным образом сгруппировать, рассчитать какие-либо
показатели, и только после этого переходить непосредственно к самой оценке. Это требует
больших временных затрат, как минимум, но возможны и другие затраты. Следовательно,
необходимо представить информацию в виде, удобном для проведения оценки деятельности
подчиненного, и сократить её объем (т.е. повысить качество представляемой отчетной информации). Это и должна взять на себя СИО.
2) В случае использования ретроспективной информации (т.е. при наличии петли в графе информационной структуры). Как правило, ретроспективная информация используется для прогнозирования, определения тенденции процесса или явления, сравнений различного характера.
Все эти процессы имеют достаточно сложный характер, а следовательно их осуществление является трудоемкой работой, требующей трудовых и временных затрат, а в некоторых случаях и
финансовых. Для сокращения перечисленных затрат данные функции целесообразно возложить на СИО.
3) В случае информационного потока от начальника к подчиненному. В данной ситуации информация, поступающая от начальника, в недостаточной степени описывает задачу подчиненного.
Тогда на СИО возлагается задача уточнения распоряжения начальника.
Это были рассмотрены ситуации, когда потоки информации существуют между
функциями различных уровней, а также содержат ретроспективную информацию. При
14
наличии функций одного уровня с потоком между ними существуют следующие случаи, требующие выделения функций СИО:
I
F1
I”
F2
I’
В данном случае информация на выходе и на входе подобна ( I” I’ ), но не соответствует друг другу ( I” I’ ) по одному или нескольким следующим показателям:
4) Если полнота информации на выходе превышает требуемую полноту на входе функции (т.е.
излишки информации) P(I”) > P(I’) , и наоборот, если полнота информации на выходе меньше
требуемой полноты на входе функции P(I”) < P(I’). В первом случае на СИО возлагается
функция снижения полноты информации (т.е. удаление излишек). А во втором случае на СИО
возлагается функция повышения полноты информации.
5) Если оперативность на выходе функции ниже требуемой оперативности на входе функции
O(I”) < O(I’). В данном случае на СИО возлагается функция прогнозирования. Если оперативность на выходе больше требуемой оперативности на входе функции O(I”) > O(I’), то функция
СИО не требуется.
6) Несоответствие релевантности информации на входе и требуемой релевантности на выходе
(в смысле понятности информации потребителем). Если релевантность на выходе больше релевантности на входе R(I”) > R(I’), то функция СИО не требуется. Если же наоборот R(I”) <
R(I’), то функция СИО будет состоять в переводе информации на язык пользователя данной
информации.
7) Несоответствие формы представления информации Ф(I”) Ф(I’). В таком случае на СИО
возлагается функция изменения формы представления информации.
8) Несоответствие степеней детализации информации. Если степень детализации информации
на выходе больше степени детализации информации на входе функции Д(I”) > Д(I’), то функция СИО будет состоять в уменьшении детализации поступающей информации, т.е. в её обобщении. Если степень детализации информации на выходе меньше степени детализации информации на входе функции Д(I”) < Д(I’), то необходимо выделение двух функций СИО. Одна
из этих функций будет детализировать информацию, а другая будет обобщать
9) Несоответствие информации на выходе и на входе функции по соотношению качества и количества информации. Если I”(кач/кол) < I’(кач/кол), то необходимо выделение функции СИО,
которая позволит повысить качество или количество соответствующей информации
С указанных точек зрения необходимо рассматривать каждый входящий в функцию информационный поток. Но необходимо также рассматривать эти потоки в совокупности, так как
здесь возможны следующие проблемы:
10) Если информации, поступающей в функцию недостаточно, т.е. I’ > I”i , то необходимо получение информации извне I’ = I”i + I”внешн. В данном случае на СИО возлагается функция
управления внешним ИР. Для этого необходимо определить внешний источник информации.
Возможны два варианта: F1 – поиск информации и объекта владельца (сбор информации); F2 –
если информация коммерческого характера, то сбор косвенной, вторичной информации и её
анализ.
11) Если I’ > I”i + I”внешн, т.е. информации все же недостаточно, то необходимо искать внутренний резерв (опыт, знания, архивы и др.). Тогда на СИО возлагается функция управления внутренним ИР.
Забегая вперед, рассмотрим ситуации, при которых в зависимости от функциональной
структуры СИО необходимо выделить дополнительные функции:
15
12) Если информация, исходящая из функции предназначена для нескольких потребителей, то на
выходе данной функции необходимо добавить функцию распределения информации по потребителям.
13) Если в одну функцию поступает информация из нескольких функций, то перед данной функцией необходимо добавить функцию управления ИР.
Итак, мы рассмотрели ситуации, в которых необходимо выделять функции СИО. На этапе
анализа необходимо выделить все функции, которые следует возложить на СИО, и только после
этого следует переходить к следующему этапу.
Вторым этапом оптимизации структуры СИО является синтез СИО. На данном этапе все
выделенные функции СИО необходимо декомпозировать до элементарного уровня (до метода, до
канала передачи и т.д.):
F1n
Fn
Fin
В результате будем иметь список элементарных функций СИО.
Анализируя сущность каждой элементарной функции необходимо объединить их в группы:
Fmn
Fij
Fkn
Fmg
FiСИО
Это и будут непосредственно функции СИО. Далее, имея
функции СИО и информационные потоки, необходимо их связать:
I1вх
Ijвх
Iqвх
F1СИО
FкСИО
FpСИО
Ihвых
Inвых
Imвых
При проектировании структуры СИО не следует забывать об управляющих функциях и
функциях распределения информации!
16
