Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем


СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Серия основана в 2001 году
Л.Г. Гагарина



РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ



            УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по группе специальностей 09.00.00 «Информатика и вычислительная техника»



Электронно-


            znanium.com


Москва
ИД «ФОРУМ» - ИНФРА-М
2021

УДК 004(075.32)
ББК 32.973я723
      Г12

      Рецензенты:
         д-р техн. наук, профессор кафедры информатики и программного обеспечения вычислительных систем Национального исследовательского университета «Московский институт электронной техники» Е.М. Портнов;
         канд. техн. наук, доцент кафедры информационных технологий Института искусств и информационных технологий Санкт-Петербургского гуманитарного университета профсоюзов А.А. Петров
      Гагарина Л.Г.
Г12 Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем : учебное пособие / Л.Г. Гагарина. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2021. — 384 с. — (Среднее профессиональное образование).

         ISBN 978-5-8199-0735-1 (ИД «ФОРУМ»)
         ISBN 978-5-16-013546-5 (ИНФРА-М, print)
         ISBN 978-5-16-106202-9 (ИНФРА-М, online)

         Приведены основные понятия и определения процесса проектирования автоматизированных информационных систем на основе анализа предметной области; освещены вопросы разработки программно-информационного ядра АИС на основе систем управления базами данных. Рассмотрены системы автоматизированного проектирования АИС, средства автоматизированного проектирования структур баз данных, язык структурных запросов SQL, стандартные системы доступа к базам данных.
         В качестве основополагающих факторов изучения автоматизированного проектирования СУБД приведены клиенты удаленного доступа и дано построение запросов к СУБД; разработка клиентского программного обеспечения; основные элементы клиентских программ. Изложены также особенности эксплуатации АИС, методы и средства сбора и передачи данных; обеспечение достоверности информации в процессе ее хранения и обработки; экспортирование структур баз данных; восстановление информации в базах данных.
         Для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по группе специальностей 09.00.00 «Информатика и вычислительная техника», может быть использовано для самообразования в области информационных технологий.

УДК 004(075.32)
ББК 32.973я723





ISBN 978-5-8199-0735-1 (ИД «ФОРУМ»)
ISBN 978-5-16-013546-5 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-106202-9 (ИНФРА-М, online)

© Гагарина Л.Г., 2016
© ИД «ФОРУМ», 2016

                Предисловие






   В настоящее время в условиях развивающегося информационного общества с учетом всеобщего применения и распространения телекоммуникационных и информационных технологий и систем, а также в связи с реализацией национального проекта «Образование» появление учебного пособия, освещающего непосредственно теоретические и практические вопросы разработки и эксплуатации автоматизированных информационных систем, более чем актуально.
   Кроме того, поскольку Интернет в нашей стране доступен в основном пользователям, проживающим в крупных городах, а информатизация общества невозможна без хорошо развитой коммуникационной инфраструктуры, наибольший спрос ожидает научно-техническую литературу прикладного характера, к каковой и относится представленная книга. К тому же, системное изложение материала в соответствии с требованиями государственного стандарта профессионального образования и богатый иллюстративный материал, несомненно, придают изданию особую ценность.
   Согласно «Концепции информатизации сферы образования Российской Федерации» и задачам реализации упомянутого выше национального проекта, одной из особенностей перспективной системы образования в нашей стране является опережающее образование, в рамках которого изучаются средства, методы и последние достижения в области информатизации, а также перспективы дальнейшего ее развития и практического использования. Анализ содержания представленного пособия позволяет утверждать, что его следует рассматривать не только как важное средство информационной поддержки учебного процесса, как эффективный педагогический инструмент, но и как необходимый инструментарий опережающего образования.
   В учебном пособии достаточно полно представлены все аспекты изучения автоматизированных информационных систем (АИС): основные термины и определения, классификация, технология проектирования, методология описания предметной об-

Предисловие


ласти и т. д. Отличие данного пособия от аналогичных изданий заключается в освещении основных дидактических единиц дисциплины «Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем» с учетом базовой подготовки потенциального читателя — студента среднего профессионального учебного заведения. Именно поэтому только на базе основных понятий и определений АИС возможно корректное освещение проблем разработки программно-информационного ядра указанных систем на основе систем управления базами данных (СУБД), выбора СУБД, разработки клиентского программного обеспечения и т. д. Весьма интересными и своевременными для будущих специалистов современного глобального общества являются главы о выборе средств автоматизированного проектирования структур баз данных и организация сбора, размещения, хранения, накопления, преобразования и передачи данных в АИС.
   Материал пособия прошел апробацию в Московском институте электронной техники и используется в учебном процессе различных факультетов.

Глава 1




                ПРОЕКТИРОВАНИЕ
                АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
                ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ








            1.1. Понятие и классификация автоматизированных информационных систем


   Автоматизированные информационные системы (АИС) относятся к классу сложных систем, как правило, не столько в связи с большой физической размерностью, сколько в связи с многозначностью структурных отношений между их компонентами [1]. В рамках системного анализа сложные системы изучаются посредством разбиения на элементы: предполагается, что сложная система есть целое, состоящее из взаимосвязанных частей, которые не могут быть определены априорно, а строятся или выбираются в процессе декомпозиции (физической или концептуальной) исходной системы [2]. Поэтому, прежде чем непосредственно перейти к изучению АИС, рассмотрим основные понятия и подходы к классификации информационных систем (ИС) вообще.
   В настоящее время нет единого определения ИС и нет единой их классификации в связи с динамично протекающими процессами накопления знаний в области информационных технологий, поэтому приведем для сравнения наиболее существенные.
   Информационная система [3] — совокупность информационных, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенная для сбора, хранения, обработки и выдачи информации и принятия управленческих решений.
   Согласно [5] информационная система есть распространенное обозначение человеческого коллектива и процедур, а также раз

Глава 1. Проектирование АИС

работанного, построенного, используемого и обслуживаемого оборудования для сбора, обработки, сохранения, извлечения и отображения информации.
   Актуальной задачей в информационном плане на сегодняшний день для предприятий и корпораций всех организационных форм и видов собственности и в любой предметной области является обеспечение надежного управления всем объемом разнородных данных, которые порождаются, хранятся и используются в различных ИС, существующих на предприятии и связанных с информационной поддержкой продукции (услуг) в течение ее жизненного цикла. Разнообразие проблем, решаемых с помощью ИС, привело к появлению разнотипных систем, различающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации.
   ИС можно классифицировать по различным признакам. В основу нижеприведенной классификации [19] положен ряд существенных признаков, определяющих функциональные возможности и особенности построения современных систем; также принимались во внимание объем решаемых задач, используемых технических средств, организации функционирования и т. д. (рис. 1.1).
   По типу хранимых данных ИС делятся на фактографические и документальные. Фактографические системы предназначены


Рис. 1.1. Классификация информационных систем

1.1. Понятие и классификация АИС

7

для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно выполнять различные операции.
   В документальных системах информация представлена в виде документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов и текстов. Поиск по неструктурированным данным осуществляется с использованием семантических признаков. Отобранные документы предоставляются пользователю, а обработка данных в таких системах практически не производится.
   Основываясь на степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой (организацией), ИС делятся на ручные, автоматические и автоматизированные.
   Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.
   В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия человека.
   Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных отводится компьютеру. Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятий «информационная система» и «автоматизированная система».
   Так, в ГОСТ 34.003—90 [4] приводится нижеследующее определение.
   Автоматизированная система (АС) — это система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию установленных функций.
   Комплекс средств автоматизации (КСА) — совокупность всех компонентов АС, за исключением персонала.
   Пользователь АС — лицо, участвующее в функционировании АС или использующее результаты ее функционирования.
   В зависимости от характера обработки данных АИС¹ делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.

   ¹ Здесь и далее на основании вышеприведенных объяснений и во избежание разночтений терминов «информационная система» и «автоматизированная система» используется термин «автоматизированная информационная система, АИС».

Глава 1. Проектирование АИС

   Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Например, ИС библиотечного обслуживания, резервирования и продажи билетов на транспорте, бронирования мест в гостиницах и пр.
   Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определенному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие. Результирующая информация управляющих АИС непосредственно трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем свойственны задачи расчетного характера и обработка больших объемов данных, например АИС планирования производства или заказов, бухгалтерского учета. Советующие АИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учитывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных (например, экспертные системы).
   В зависимости от сферы применения различают следующие классы АИС [5].
   Системы организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.). Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.
   Системы управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т. п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.
   Системы автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники, сооружений или технологий. Основными функ

1.1. Понятие и классификация АИС

9

циями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.
   Интегрированные (корпоративные) АИС используются для автоматизации всех функций фирмы (корпорации) и охватывают весь цикл работ — от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности.
   Анализ современного состояния рынка АИС показывает устойчивую тенденцию роста спроса на информационные системы организационного управления. Причем продолжает расти спрос именно на интегрированные системы. Автоматизация отдельной функции, например, бухгалтерского учета или сбыта готовой продукции, считается уже пройденным этапом для многих предприятий [7].
   В табл. 1.1 приведен перечень наиболее популярных в настоящее время программных продуктов для реализации АИС организационного управления различных классов.


Таблица 1.1. Позиционирование на рынке АИС

   Локальные          Малые               Средние               Крупные      
                 интегрированные      интегрированные       интегрированные  
Супер-Менеджер  Concorde XAL Exact Microsoft-Business     SAP/R3 (SAP AG)    
Инотек          NS-2000 Platinum   Solutions-Navision     Baan (Baan)        
Инфософт        PRO/MIS            Microsoft-Business     BPCS (ITS/SSA)     
БЭСТ            Scala SunSystems   Solutions Axapta.      Oracle Applications
Турбо-Бухгалтер БЭСТ-ПРО           MFG-Pro (QAD/BMS)      (Oracle)           
Инфо-Бухгалтер  1С-Предприятие     SyteLine (СОКАП/SYMIX)                    
                БОСС-Корпорация                                              
                Галактика                                                    
                Парус                                                        
                Ресурс                                                       
                Эталон                                                       

   В интегрированных АИС выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы. Функциональные подсистемы информационно обслуживают определенные виды деятельности, характерные для структурных подразделений предприятия или функций управления. Интеграция функциональных подсистем

Глава 1. Проектирование АИС

в единую систему достигается за счет создания и функционирования обеспечивающих подсистем.
   Функциональная подсистема представляет собой комплекс задач с высокой степенью информационных обменов (связей) между задачами. При этом под задачей понимается некоторый процесс обработки информации с четко определенным множеством входной и выходной информации. Состав функциональных подсистем определяется характером и особенностями автоматизируемой деятельности, отраслевой принадлежностью, формой собственности, размером предприятия. Деление АИС на функциональные подсистемы может строиться по различным принципам:
   • предметному;
   • функциональному;
   • проблемному;
   • смешанному (предметно-функциональному).
   При использовании предметного принципа [5] выделяют подсистемы, отвечающие за управление отдельными ресурсами: управление сбытом, управление производством, управление финансами, управление персоналом и т. д. При этом в подсистемах рассматривается решение задач на всех уровнях управления, обеспечивая интеграцию информационных потоков по вертикали (табл. 1.2).


Таблица 1.2. Функциональные подсистемы, выделенные по предметному принципу

   Уровни                        Функциональные подсистемы                         
 управления       Сбыт          Производство     Снабжение         Финансы        
Стратегиче-  Новые продукты  Производственные    Материальные ис-  Финансовые ис- 
ский уровень и услуги.       мощности.           точники.          точники.       
             Исследования и  Выбор технологий    Товарный прогноз  Выбор модели   
             разработки      технологии                            уплаты налогов 
Тактический  Анализ и плани- Анализ и планирова- Анализ и планиро- Анализ и плани-
уровень      рование объ-    ние производствен-  вание объемов за- рование денеж- 
             емов сбыта      ных программ        купок             ных потоков    
Оперативный  Обработка зака- Обработка производ- Складские         Ведение бухгал-
уровень      зов клиентов.   ственных заказов    операции.         терских книг   
             Выписка счетов                      Заказы на закупку                
             и накладных