База данных
5.1 Характеристика современных автоматизированных информационных систем (АИС).
Процессы обработки информации всегда являлись основой человеческой деятельности и объединение таких процессов с информационными ресурсами,
со временем стали называть информационными системами (ИС). ИС– это комплекс, состоящий из информационной базы (хранилища информации) и процедур, позволяющих накапливать, хранить, корректировать, осуществлять поиск, обработку и выдачу информации. С появлением вычислительной техники ИС пережили качественный, революционный процесс развития превратившись в автоматизированные информационные системы (АИС),т.е. –
информационные системы, физической и функциональной компонентами которых является программно-технический комплекс и средства связи.
Современные АИС представляют собой чрезвычайно сложные человекомашинные комплексы, интегрированные (неразрывно связанные) в национальную и мировую информационные среды. Именно эта интеграция и создает эффективную научно-техническую базу информационного общества, так как изолированные АИС в настоящее время малоэффективны.
Эффективность АИС во многом определяется их качеством и доверием к ним пользователей. Качество изделий, процессов проектирования, производства и услуг является одной из узловых проблем, определяющей уровень жизни человека и состояние народного хозяйства, что полностью относится и к области информационных технологий. В АИС входят следующие основные компоненты:
аппаратные средства вычислительной техники;
аппаратные средства телекоммуникации (связи);
программные средства реализации функций АИС;
информационные базы данных (БД);
документация, регламентирующая функции и применение всех компонент АИС;
специалисты, обслуживающие и использующие программно-технические средства.
Аппаратные компоненты АИС имеют достаточно универсальный характер и относительно слабо зависят от функционального назначения конкретной информационной технологии. Хотя при их выборе всегда учитывается ряд технических характеристик, анализ и испытания этих компонент могут
проводиться достаточно традиционными методами и средствами, разработанными в области сложного приборостроения.
Остальные компоненты АИС составляют их интеллектуальную часть, определяющую назначение, функции и качество решения задач в конкретной области человеческой деятельности. Эти компоненты могут отличаться принципиальной новизной, большим разнообразием характеристик, которые трудно формализуются и требуют глубокого исследования методов проверки их значений.
Архитектурная, техническая и программно-информационная совместимость различных АИС может быть обеспечена только путем стандартизации и сертификации программно-технических средств в соответствии с требованиями международных и государственных стандартов. Для этого необходима стандартизация, сертификация и каталогизация средств, процессов и услуг, а также проведение единой технической политики при создании (приобретении) совместимых аппаратных и программных средств, организации взаимодействия и интеграции АИС различных уровней и назначения.
Любая реальная АИС действует в окружающей ее информационной среде, которую часто называют инфраструктурой.
Под инфраструктурой автоматизированных информационных системобычно понимают телекоммуникационные сети и связываемые ими объекты: серверы, автоматизированные рабочие места, каталоги сетевых информационных ресурсов и т.п. Информационными ресурсамиявляются информационные базы (банки и базы данных) различного назначения и другие информационные структуры.
В информационном обществе автоматизированные информационные системы используются практически во всех областях человеческой деятельности. Далее будет приведена классификация АИС по признаку их применения:
автоматизированная система управления (АСУ) – организационно-техническая система, созданная с применением автоматизированных информационных технологий для повышения эффективности процессов управления различными объектами;
автоматизированная система научных исследований (АСНИ) –
автоматизированная информационная система, предназначенная для информационно – аналитического обеспечения научно-исследовательских работ;
экспертная система – автоматизированная информационная система, которая использует экспертные знания для обеспечения высокоэффективного решения задач в узкой предметной области;
автоматизированная система контроля измерений (АСКИ) –автоматизированная информационная система, предназначенная для сбора, анализа и хранения показателей, которые считываются с контрольно-измерительных приборов;
система автоматизированного проектирования (САПР) – организационно-
техническая система, состоящая из программно-технического комплекса автоматизации проектирования, пользователями которого являются сотрудники подразделений проектной организации;
автоматизированная система обучения – автоматизированная информационная система, которая включает в себя преподавателя, студентов, комплекс учебнометодических и дидактических материалов, автоматизированную систему обработки данных и предназначенная для поддержки процесса обучения с целью повышения его эффективности;
автоматизированная справочная система – справочное руководство, содержание которого создается, хранится и доводится до пользователя с использованием автоматизированных информационных технологий;
автоматизированная библиотечная система – автоматизированная информационная система, обеспечивающая доступ к данным библиотечных каталогов и фондов, а также сбор, обработку и хранение соответствующей информации;
автоматизированная система перевода – автоматизированная система,
предназначенная для перевода текстов с одного языка на другой, составной частью такой системы является автоматизированный словарь;
автоматизированная информационная юридическая система –автоматизированная информационная система в предметной области юриспруденции;
автоматизированные системы военного назначения – АИС, предназначенные для управления боевыми действиями, военными объектами, системами ПВО и т.д.
Разумеется можно привести еще много примеров АИС, но данный перечень имеет достаточно представительный характер.
Практически все АИС имеют в своем составе следующие компоненты:
физическая компонента – материальная основа носителя информационной системы;
информационная компонента – организованная определенным образом система записей данных (информационная база), характеризующаяся определенным языком, на котором выполнены образующие ее записи;
функциональная компонента – система процедур управления, обновления, поиска и завершающей обработки данных.
распределенной.
АИС и ее компоненты могут быть сосредоточены в одном месте, если взаимодействие между компонентами АИС (или между частями одного компонента) происходит посредством каналов связи, то такая АИС называется
5.2 Информационное обеспечения АИС.
Информационные ресурсы
Информационные фонды
Сбор, упорядочение, хранение, обработку и выдачу пользователям информационных ресурсов осуществляют АИС. Под информационным обеспечением АИС понимается система реализованных решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АИС при ее функционировании. Специфическими формами организации информации в АИС являются:
– совокупности программных и
языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных, обеспечения многопользовательского доступа к данным. В СУБД информация описывается с помощью метаданных – данных, которые являются описанием других данных, их характеристик, местонахождения, способов использования и тому подобное.
Хранилища данных отличаются от традиционных БД тем, что они проектируются для поддержки процессов принятия решений, а не просто для эффективного сбора и обработки данных. Как правило хранилище содержит многолетние версии обычной БД, физически размещаемые в той же самой базе. Данные в хранилище не обновляются на основании отдельных запросов пользователей. Вместо этого вся база данных периодически обновляется целиком. Хранилища данных могут быть очень внушительных размеров. Например банк Chase Manhatten Bank имеет хранилище объемом более 560 Гбайт, компания MasterCard OnLine – 1200 Гбайт.
5.7 Информационное обеспечение АИС
Основные понятия
Во всех областях человеческой деятельности, где необходимо проводить исследования, анализ, выработку и принятие решений с последующим их контролем – основным ресурсом этих действий является информация. Информационные ресурсы – это все виды информации, доступные
пользователю и необходимые для выполнения стоящих перед ним задач и (или) повышающие эффективность его деятельности.
Если провести аналогию с природными и производственными ресурсами, то можно сказать, что для превращения природных ресурсов (полезные ископаемые, вода и т.д.) в производственные их подвергают определенной первичной обработке, например, обогащение полезных ископаемых. Информационные ресурсы, для того, чтобы они могли быть использованы в вышеперечисленных процессах, также должны быть подвергнуты определенной обработке. После первичной обработки они накапливаются в информационных фондах предприятий, организаций и др. Информационные фонды – это информационные ресурсы, организованные специальным образом для повышения эффективности информационной работы.
Сбор, упорядочение, хранение, обработку и выдачу пользователям информационных ресурсов осуществляют АИС. Под информационным
обеспечением АИС понимается система реализованных решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в АИС при ее функционировании. Специфическими формами организации информации в АИС являются:
база данных (БД) – поименованная, целостная, единая система данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных;
база знаний (БЗ) – формализованная система сведений о некоторой предметной области, содержащая данные о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений и правила использования в задаваемых ситуациях этих данных для принятия новых решений.
В БЗ центральным понятием является – представление знаний в информационных системах, т.е. формализация метапроцедур, используемых биологическими объектами при решении интеллектуальных задач.
В современных АИС все средства обработки данных организовываются в
виде системы управления базами данных (СУБД)– совокупности программных и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных, ведения базы данных, обеспечения многопользовательского доступа к данным. В СУБД информация описывается с помощью метаданных– данных, которые являются описанием других данных, их характеристик, местонахождения, способов использования и тому подобное.
Кроме того вводится понятие – автоматизированного банка данных (АБД), как совокупности системы управления базами данных и конкретной базы (баз) данных, находящейся (находящихся) под ее управлением.
В последнее время в публикациях по информационным системам все чаще стало использоваться понятие хранилища данных, которые работают по принципу центрального склада. Хранилища данных отличаются от традиционных БД тем, что они проектируются для поддержки процессов принятия решений, а не просто для эффективного сбора и обработки данных. Как правило хранилище содержит многолетние версии обычной БД, физически размещаемые в той же самой базе. Данные в хранилище не обновляются на основании отдельных запросов пользователей. Вместо этого вся база данных периодически обновляется целиком.
5.3 Базы данных (БД).
База данных (БД, database) - поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.
По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.
Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Эта вычислительная система может быть мэйнфреймом - тогда доступ к ней организуется с использованием терминалов - или файловым сервером локальной сети ПК.
Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, которые хранятся в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).
По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступоми базы данных с сетевым доступом.
Для всех современных баз данных можно организовать сетевой доступ с многопользовательским режимом работы.
Централизованные базы данных с сетевым доступом могут иметь следующую архитектуру:
файл-сервер;
клиент-сервер базы данных;
"тонкий клиент" - сервер приложений - сервер базы данных (трехуровневая архитектура).
Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (файловый сервер). На этот компьютер устанавливается операционная система (ОС) для выделенного сервера (например, Microsoft Windows Server 2003). На нем же хранится совместно используемая централизованная БД в виде одного или группы файлов. Все другие компьютеры сети выполняют функции рабочих станций
(могут работать в ОС Microsoft Windows 2000 Professional или Microsoft Windows 98). Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где и производится обработка информации (см. рис. 2.1 ). При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также локальные БД на рабочих станциях.
Клиент-сервер. В этой архитектуре на выделенном сервере, работающем под управлением серверной операционной системы, устанавливается специальное программное обеспечение (ПО) - сервер БД, например, Microsoft®SQL Server™или Oracle. СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Основа работы сервера БД - использование языка запросов (SQL). Запрос на языке SQL, передаваемый клиентом (рабочей станцией) серверу БД, порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту (см.рис. 2.2 ). Тем самым, количество передаваемой по сети информации уменьшается во много раз.
Трехуровневая архитектура функционирует в Интранет- и Интернет-сетях. Клиентская часть ("тонкий клиент"), взаимодействующая с пользователем, представляет собой HTML-страницу в Web-браузере либо Windowsприложение, взаимодействующее с Web-сервисами. Вся программная логика вынесена на сервер приложений, который обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу баз данных. Сервер приложений может быть Web-сервером или специализированной программой
(например, Oracle Forms Server).
Иерархические базы данных
В основе данной модели - иерархическая модель данных. В этой модели имеется один главный объект и остальные - подчиненные - объекты, находящиеся на разных уровнях иерархии. Взаимосвязи объектов образуют иерархическое дерево с одним корневым объектом.
Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева. Автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя
Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является
Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в1968 г. До сих пор поддерживается много баз данных этой системы.
Сетевые базы данных
Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического.
В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.
В сетевой модели данных любой объект может быть одновременно и главным, и подчиненным, и может участвовать в образовании любого числа взаимосвязей с другими объектами. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно - из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи
Реляционные системы
Реляционные системы далеко не сразу получили широкое распространение. В то время как основные теоретические результаты в этой области были получены еще в 70-х годах и тогда же появились первые прототипы реляционных СУБД, долгое время считалось невозможным добиться эффективной реализации таких систем. Однако постепенное накопление методов и алгоритмов организации реляционных баз данных и управления ими привели к тому, что уже в середине 80-х годов реляционные системы практически вытеснили с мирового рынка ранние СУБД.
Реляционная модель данных основывается на математических принципах, вытекающих непосредственно из теории множеств и логики предикатов. Эти принципы впервые были применены в области моделирования данных в конце 1960-х гг. доктором Е.Ф. Коддом, в то время работавшим в IBM, а впервые опубликованы - в1970 г..
Техническая статья "Реляционная модель данных для больших разделяемых банков данных" доктора Е.Ф. Кодда, опубликованная в1970 г., является родоначальницей современной теории реляционных БД. Доктор Кодд определил 13 правил реляционной модели (которые называют 12 правилами Кодда).
Постреляционные базы данных
В настоящее время известны также так называемые "постреляционные" СУБД, в основе которых лежат модель данных в виде многомерных таблиц (например в системеCache фирмы InterSystems Сorporation) и широкое использование принципов объектно-ориентированного подхода при организации баз данных и программировании.
В локальных и глобальных компьютерных сетях широко применяются серверы: компьютеры и программные средства для обслуживания клиентов - рабочих станций и/или других серверов.
Примерами серверов могут быть:
файловый сервер, поддерживающий общее хранилище файлов для всех рабочих станций;
интернет-сервер, обеспечивающий предоставление информации в глобальной сети Интернет;
почтовый сервер, обеспечивающий работу с электронной почтой;
сервер баз данных - СУБД, которая принимает запросы по локальной сети и возвращает информацию, соответствующую запросу.
Термин "сервер баз данных" обычно используют для обозначения всей СУБД, основанной на архитектуре "клиент-сервер", включая и серверную, и клиентскую части. Наиболее распространенными серверами являются в настоящее время Microsoft SQL Server, Oracle, IBM DB2 Universal DataBase, Informix и др. Размер одной базы данных на этих серверах может достигать миллиона терабайт.
Распределенные базы данных
Основная задача систем управления распределенными базами данных состоит в обеспечении средства интеграции локальных баз данных, располагающихся в некоторых узлах вычислительной сети, с тем, чтобы пользователь, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим базам данных как к единой базе.
Возможны однородные и неоднородные распределенные базы данных. В однородном случае каждая локальная база данных управляется одной и той же СУБД. В неоднородной системе локальные базы данных могут относиться даже к разным моделям данных. Сетевая интеграция неоднородных баз данных - очень сложная проблема. Многие решения известны на теоретическом уровне, но пока не удается справиться с главной проблемой: недостаточной эффективностью интегрированных систем. Более успешно решается промежуточная задача - интеграция неоднородных SQL-ориентированных систем. Этому в большой степени способствует стандартизация языка SQL.
Примером распределенной СУБД может служить System R* . В данной системе разработчики прикладных программ и конечные пользователи остаются в среде языка SQL. Возможность использования SQL основывается на обеспечении System R* прозрачности местоположения данных. Система автоматически обнаруживает текущее местоположение упоминаемых в запросе пользователя объектов данных; одна и та же прикладная программа, включающая предложения SQL, может быть выполнена в разных узлах сети. При этом в каждом узле сети на этапе компиляции запроса выбирается наиболее оптимальный план выполнения запроса в соответствии с расположением данных в распределенной системе.
5.4 Системы управления базами данных (СУБД).
Система управления базами данных (СУБД) – это важнейший компонент АИС, основанной на базе данных. СУБД необходима для создания и поддержки базы данных информационной системы в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке – транслятор. Программные составляющие СУБД включают в себя ядро и сервисные средства (утилиты).
Ядро СУБД – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания БД, то есть универсальная часть, решающая стандартные задачи по информационному обслуживанию пользователей.Сервисные программы предоставляют пользователям ряд
дополнительных возможностей и услуг, зависящих от описываемой предметной области и потребностей конкретного пользователя.
Системой управления базами данных называют программную систему,
предназначенную для создания на ЭВМ общей базы данных для множества приложений, поддержания её в актуальном состоянии и обеспечения эффективного доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий.
Для инициализации базы данных разработчик средствами конкретной СУБД описывает логическую структуру БД, её организацию в среде хранения и представления данных пользователями (соответственно концептуальную схему БД, схему хранения и внешние схемы). Обрабатывая эти схемы, СУБД создаёт
Система управления процессом обычно выполняет много различных функций, которые можно разделить на три большие группы (рис. 1):
сбор и оценка данных технического процесса - мониторинг;
управление некоторыми параметрами технического процесса;
связь входных и выходных данных - обратная связь, автоматическое управление.
Мониторинг процесса или сбор информации о процессе - это основная функция, присущая всем системам управления. Мониторинг - это сбор значений переменных процесса, их хранение и отображение в подходящей для человека-оператора форме. Мониторинг является фундаментальным свойством всех систем обработки данных.
Мониторинг может быть ограничен лишь выводом первичных или обработанных данных на экран монитора или на бумагу, а может включать более сложные функции анализа и отображения. Например, переменные, которые нельзя непосредственно измерить, должны рассчитываться или оцениваться на основе имеющихся измерений. Другой классической чертой мониторинга является проверка, что измеренные или рассчитанные значения находятся в допустимых пределах.
Когда функции системы управления процессом ограничены сбором и отображением данных, все решения об управляющих действиях принимаются оператором. Этот вид управления, называемый супервизорным или дистанционным управлением (supervisory control), был очень распространен в первых системах компьютерного управления процессами. Он до сих пор применяется, особенно для очень сложных и относительно медленных процессов, где важно вмешательство человека. Примером являются биологические процессы, где определенную часть наблюдений нельзя выполнить с помощью автоматики.
При поступлении новых данных их значение оценивается относительно допустимых границ. В более развитой системе контроля несколько результатов могут комбинироваться на основе более или менее сложных правил для проверки, находится ли процесс в нормальном состоянии или вышел за какие-либо допустимые пределы. В еще более современных решениях, в особенности построенных на экспертных системах или базах знаний, комбинированная оперативная информация от датчиков объединяется с оценками, сделанными операторами.
Управление - это функция, обратная мониторингу. В прямом смысле управление означает, что команды ЭВМ поступают к исполнительным механизмам для воздействия на физический процесс. Во многих случаях на параметры процесса можно воздействовать только опосредованно через другие параметры управления.
Система, которая действует автономно и без прямого вмешательства оператора, называется автоматической. Система автоматического управления может состоять из простых контуров управления (одного для каждой пары входных и выходных переменных процесса) или из более сложных регуляторов со многими входами и выходами.
Существуют два основных подхода к реализации обратной связи в вычислительных системах. При традиционном прямом цифровом управлении (ПЦУ, Direct Digital Control - DDC) центральная ЭВМ рассчитывает управляющие сигналы для исполнительных устройств. Все данные наблюдения передаются в полном объеме от датчиков к центру управления, а управляющие сигналы - обратно к исполнительным устройствам.
В системах распределенного прямого цифрового управления {Distributed Direct Digital Control - DDDC) вычислительная система имеет распределенную архитектуру, а цифровые регуляторы реализованы на основе локальных процессоров, т.е. расположены вблизи технического процесса. ЭВМ верхних уровней управления рассчитывают опорные значения, а локальные процессоры ответственны главным образом за непосредственное управление техническим процессом, т.е. выработку управляющих сигналов для исполнительных механизмов на основе данных локального мониторинга. Эти локальные ЭВМ включают в себя цифровые контуры управления.
С точки зрения структурирования уровней управления и обработки различие между прямым цифровым управлением и распределенным прямым цифровым управлением заключается в том, что в первом случае, даже при наличии нескольких ЭВМ, они занимаются только передачей информации и не принимают решений (кроме центрального) об управляющих действиях. Напротив, в распределенной структуре ЭВМ на уровнях процесса, участка и общего управления могут действовать более или менее автономно и не зависят от центральной ЭВМ. Как уже указывалось, это различие влияет и на надежность сложной системы. При отказе центральной ЭВМ управляющая система типа ПЦУ останавливается, а распределенная система, даже при отказе одного или нескольких элементов, хотя и утратит часть функций, но будет продолжать работу.
Более простая и архаичная форма автоматизированного управления - это так называемое управление опорными значениями (setpoint control). ЭВМ рассчитывает опорные значения, которые затем передаются обычным аналоговым регуляторам. В этом случае ЭВМ применяется только для вычислений, а не для измерений или генерации управляющих воздействий.
Системы дистанционного мониторинга и управления обычно определяют общим названием SCADA (от Supervisory Control And Data Acquisition - Дистанционное управление и сбор данных). SCADA - это очень широкое понятие и может относиться как к достаточно простому устройству, реализованному на одном компьютере, так и к сложной, распределенной системе, включающей центр управления, периферийные устройства и систему связи.
Применение базы данных процесса для мониторинга и управления
Система управления среднего или большого размера имеет несколько сотен или тысяч точек взаимодействия с техническим процессом. Практически невозможно обработать всю соответствующую информацию с помощью программных модулей, написанных специально для каждой из этих точек. Вместо этого необходим систематический подход к обработке всех входных данных. Простое структурирование параметров процесса можно выполнить на основе записей, а для более сложных случаев необходимо применение аппарата полноценной базы данных с соответствующими методами доступа.
Программы для доступа к информации, хранящейся в базе данных, включают в числе прочего следующие подсистемы:
ввод данных и интерфейс с базой данных;
вывод данных, т.е. интерфейс между базой данных и выходом управляющей ЭВМ или исполнительных механизмов;
отображение данных;
интерфейс для ввода команд.
Развитые базы данных могут включать до двадцати параметров-описателей для каждого объекта ввода/вывода. Некоторые из этих описателей обязательны и встречаются в каждой реализации базы данных; остальные применяются только при определенных обстоятельствах.
База данных процесса придает однородность и структуру хранимым данным. Датчики и исполнительные механизмы в системе управления процессом могут быть самых разнообразных типов. Температуры могут измеряться резистором с положительным температурным коэффициентом, термопарой и цифровым устройством. Соответственно, информация от датчиков может поступать к центральному процессору как в исходном формате, так и в виде пакетов данных, возможно, уже преобразованных к ASCII кодам.
Доступ к базе данных процесса, запросы и протоколы
Доступ к информации, содержащейся в базе данных, выполняется с помощью трех основных операций, которые могут комбинироваться, - выбора, проекции и сортировки. Строго говоря, эти операции формально определены лишь для реляционных баз данных, тем не менее, их можно использовать и для баз данных другой структуры.
Выбор (selection) определяет операцию для извлечения из базы данных только записей, удовлетворяющих заданным критериям.
Проекция (projection) -. это список интересующих полей записи базы данных.
Сортировка (sorting) означает упорядочение выбранных записей в соответствии с каким-нибудь критерием.
Сочетание трех основных операций порождает большое число вариантов обработки и анализа данных. Обычно база данных содержит слишком много информации, воспринимать и анализировать которую целиком невозможно, однако при наличии соответствующих инструментов можно извлечь любую необходимую проблемно-ориентированную информацию. Операции доступа к базе данных и есть эти инструменты.
Операция по извлечению информации из базы данных называется запросом (query).
Для эффективного использования программ доступа к базе данных необходимо заранее выбрать подмножество интересующих данных. Обычно для каждой конкретной ситуации интерес может представлять лишь очень ограниченное число выборок из базы данных, поэтому заранее можно определить небольшой набор стандартных запросов. Такие запросы называются протоколами. Протоколы - это обычно запросы, в которых предопределены операции проекции и сортировки (какую информацию вывести и в каком порядке), а перед их запуском требуется указать только конкретные параметры.
Протоколы аварийной сигнализации.
Важнейшей функцией системы управления является быстрое выявление недопустимых режимов и оповещение об этом оператора. Каждое изменение состояния, классифицированное как аварийное, должно быть зафиксировано в специальном файле - журнале аварий - с указанием времени события.
Специальный запрос - аварийный протокол - используется для поиска и вывода всех объектов базы данных, которые находятся в данный момент времени в аварийном состоянии. Этот протокол чрезвычайно важен для обслуживания и ремонта.
Протоколы обслуживания.
Еще одной важной составляющей работы производственного предприятия является техническое обслуживание приборов и оборудования. Примеры обслуживания - замена изношенных инструментов, калибровка датчиков, контроль уровней горючего и смазки. Тип до разборки целых агрегатов для проверки состояния и очистки их узлов обслуживания называется предупредительным ремонтом (preventive maintenance) и выполняется для поддержания оборудования в оптимальном рабочем состоянии.
Анализ данных и тренды.
Важной задачей в промышленном производстве является учет производительности и статистических показателей. Информация, содержащаяся в базе данных, может служить первичным источником для процедур статистической обработки. Основной статистической операцией является суммирование показателей по времени, т.е. вычисление нарастающих итоговых величин для заданных интервалов времени - день, неделя, месяц. Суммарные показатели можно выводить в виде статистических таблиц, содержащих и другие величины, рассчитанные на их основе, - показатели эффективности и качества.
Операции управления, выполняемые с использованием базы данных
В некоторых системах управления в базе данных хранятся указания на автоматические действия, которые выполняются в определенных ситуациях. Специальная таблица базы данных указывает, при каком значении некоторого параметра вызывается исполнительная команда. Эта таблица работает подобно ПЛК, хотя данные, которые она использует, находятся на более высоком уровне абстракции и могут включать производные величины.
· 1Цели автоматизации
· 2Задачи автоматизации и их решение
· 3Примечания
· 4Литература
Цели автоматизации[править | править вики-текст]
Основными целями автоматизации технологического процесса являются:
· сокращение численности обслуживающего персонала;
· увеличение объёмов выпускаемой продукции;
· повышение эффективности производственного процесса;
· повышение качества продукции;
· снижение расходов сырья;
· повышение ритмичности производства;
· повышение безопасности;
· повышение экологичности;
· повышение экономичности.
Задачи автоматизации и их решение[править | править вики-текст]
Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса:
· улучшение качества регулирования;
· повышение коэффициента готовности оборудования;
· улучшение эргономики труда операторов процесса;
· обеспечение достоверности информации о материальных компонентах, применяемых в производстве (в т. ч. с помощью управления каталогом);
· хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях.
Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи:
· внедрения современных методов автоматизации;
· внедрения современных средств автоматизации.
Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.
В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:
· автоматизация непрерывных технологических процессов (Process Automation);
· автоматизация дискретных технологических процессов (Factory Automation);
· автоматизация гибридных технологических процессов (Hybrid Automation).
3. Реальные предпосылки к интеграции АС состоят в сходстве их структур и в общности основных принципов их построения. Необходимыми элементами любой автоматизированной информационной системы являются входные и выходные данные, математические модели, методы и алгоритмы их обработки и программные средства, реализующие эти методы, вычислительная техника, а также определенные правила работы с системой. Соответственно в составе любой АС выделяют компоненты следующих видов обеспечения [ГОСТ 34.003-90]:
методическое обеспечение - совокупность документов, описывающих технологию функционирования системы, методы выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов при функционировании АС.
математическое обеспечение - совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, примененных в АС.
информационное обеспечение - совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, применяемой в АС при ее функционировании.
программное обеспечение - совокупность программ на носителях данных и программных документов, предназначенная для отладки, функционирования и проверки работоспособности АС.
лингвистическое обеспечение - совокупность средств и правил для формализации естественного языка, используемых для общения пользователей и эксплуатационного персонала АС с комплексом средств автоматизации при функционировании АС.
техническое обеспечение - совокупность всех технических cpедств, используемых при функциоиировании АС.
организационное обеспечение - совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала АС в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АС.
правовое обеспечение - совокупность правовых норм, регламентирующих правовые отношения при функционировании АС и юридический статус результатов ее функционирования. Примечание. Правовое обеспечение реализуется в организационном обеспечении АС.
эргономическое обеспечение - совокупность реализованных решений в АС по согласованию психологических, психофизиологических, антропометрических, физиологических характеристик и возможностей пользователей АС с техническими характеристиками комплекса средств автоматизации АС и параметрами рабочей среды на рабочих местах персонала АС.
Типы автоматизированных информационных систем
Какая-либо однозначная и общепринятая классификация АИС отсутствует, однако в науке и индустрии покрайней мере выделяют следующие типы систем по назначению:
· АСУ - Автоматизированные системы управления
· АСУП - Автоматизированные системы управления предприятия
· АСКУЭ- Автоматизированная система контроля и учёта энергоресурсов
· АСУ ТП - Автоматизированные системы управления технологическими процессами
· ГИС - Геоинформационные системы
· ИУС - Информационно-управляющие системы
· ИИС - Информационно-измерительные системы
· ИИС - Интеллектуальные информационные системы
· ИПС - Информационно-поисковые системы
· ИАС - Информационно-аналитические системы
· ИСС - Информационно-справочные системы;
· ЛИС - Лабораторная информационная система
· СИИ - Системы искусственного интеллекта
· СКД, СКУД - Система контроля (и управления) доступом
· ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ АИС
· 1 этап.
Первые информационные системы появились в 1950-х г. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчёта зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счётных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Такие системы называют системами обработки транзакций. К транзакциям относят следующие операции: выписка счетов, накладных, составление платёжных ведомостей и другие операции бухгалтерского учёта.
· 2 этап.
В 1960-е г. средства вычислительной техники получили дальнейшее развитие. Появляются операционные системы, дисковая технология, улучшаются языки программирования. Развитие вычислительной техники обусловило появление новых возможностей в автоматизации различных видов деятельности, например, подготовки отчётной документации.
Изменяется отношение к информационным системам. Полученная с их помощью информация применяться для периодической отчётности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.
Появляются системы управленческих отчётов, ориентированные на менеджеров, принимающих решения.
· 3 этап.
В 1970-х – начале 1980-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, под-держивающего и ускоряющего процесс принятия решений.
В 1970-е г. информационные системы продолжают активно развиваться. В это время появляются первые микропроцессоры, интерактивные дисплейные устройства, технология баз данных и дружественное по отношению к пользователю программное обеспечение (средства, позволяющие работать с программой, не изучая её описания). Эти достижения создали условия для появления систем поддержки принятия решений (СППР). В отличие от систем управленческих отчётов, которые предоставляют информацию по заранее установленным формам отчётности, СППР предоставляют её по мере возникновения необходимости.
В 1970–80-х гг. в офисах применяют разнообразные компьютерные и телекоммуникационные технологии, расширяющие область применения информационных систем. К таким технологиям относят: текстовую обработку, настольное издательство, электронную почту и др. Интеграцию этих технологий в одном офисе называют офисной информационной системой. АИС начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.
· 4 этап.
1980-е г. характеризуются тем, что информационные технологии начинают претендовать на новую роль в организации. АИС этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достигать успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.
К концу 1980-х г. концепция использования информационных систем вновь изменяется. АИС становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля.
· 5 этап.
В 1990-е г. весомые преимущества создаются за счёт использования телекоммуникаций, локальных, корпоративных, и глобальных компьютерных сетей. Они, во-первых, позволяют привлекать клиентов сокращением времени обслуживания или предоставления им комфорта, во-вторых, повышают качество и оперативность работы специалистов в процессе принятия решений за счёт скоростного сбора данных от региональных подразделений и оперативного анализа данных. Появляются автоматизированные офисы.
· 6 этап.
Этот этап связывают с началом XXI века. Он характеризуется дальнейшим развитием информационных технологий, которые приводят к появлению методов и средств, обеспечивающих интегрированные решения по автоматизации различных информационных процессов и офисов, позволяющих автоматизировать ручные операции и поиск документов, автоматически передавать и отслеживать перемещение документов и контролировать выполнение поручений, связанных с документами и др. Он характеризуется объектно-ориентированным подходом к проектированию АИС, автоматизацией проектирования, использованием функционально-распределенных информационных (как правило, корпоративных) технологий, а также геоинформационных и когнитивных (интеллектуальных) информационных технологий.
5. Каноническое проектирование – отражает особенности ручной технологии оригинального проектирования, осуществляемого на уровне исполнителей без использования каких-либо инструментальных средств, позволяющих интегрировать выполнение элементарных операций. Каноническое проектирование применяется для небольших локальных ЭИС. 1. Стадия формирования требований к автоматизированной системе- главное на этой стадии – провести предпроектное обследование и дать технико-экономическое обоснование целесообразности создания системы. Здесь формируются требования к функциональной части, обеспечивающим подсистемам, методу проектирования. На стадии обследования целесообразно выделить три этапа: Определение стратегии внедрения ИС – оценка реального объема проекта, его целей и задач на основе выявленных функций и информационных элементов автоматизируемого объекта. Эти задачи могут быть реализованы как заказчиком самостоятельно, так и с привлечением консалтинговых организаций. Этап предполагает тесное взаимодействие с основными пользователями системы и бизнес-экспертами. Основная задача этого взаимодействия – это получить полное и однозначное понимание требований заказчика в результате интервью, бесед или семинаров. По завершении этой стадии появляется возможность определить вероятные технические подходы к созданию системы и оценить затраты на ее реализацию. Сбор материалов обследования – все методы проведения обследования можно объединить в группы по следующим признакам: Выполнение работ по обследованию предметной области в каком-либо подразделении и сбору материалов можно проводить на основе предварительного проведения выбора методов сбора материалов обследования, которые делятся на две группы: Сбор материалов обследования следует проводить с помощью стандартных форм и таблиц, которые удобно читать и обрабатывать Полученное в результате проведенной формализации описание объекта содержит исходные данные для проектирования ИС и определяет параметры будущей системы. На основе анализа строится модель деятельности организации двух видов: модель как есть и модель как будет. По результатам стадии составляется документ технико-экономическое обоснование, где четко сформулировано что получит заказчик, когда он получит готовый продукт (график выполнения работ). В документе желательно отразить не только затраты, но и выгоду проекта(срок оккупаемости и экономический эффект). Ориентировочное содержание этого документа: ограничение, риски условия, в которых будет эксплуатироваться система(архитектура, ПО) сроки завершения отдельных этапов, привлекаемые ресурсы и меры по защите информации. Описание выполняемых функций системы Возможности Интерфейс и разделение функций между пользователями и системой Требования к программным и информационным компонентам ПО Что не будет реализовано в рамках проекта Техническое задание – это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления (ГОСТ 34.602-89 «Техническое задание на создание автоматизированной системы»). При разработке технического задания необходимо решить следующие задачи: установить общую цель создания ИС, определить состав подсистем и функциональных задач; разработать и обосновать требования, предъявляемые к подсистемам; разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационной базе, математическому и программному обеспечению, комплексу технических средств (включая средства связи и передачи данных); установить общие требования к проектируемой системе; определить перечень задач создания системы и исполнителей; определить этапы создания системы и сроки их выполнения; провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения.
информационный управление автоматизированный
Автоматизированная информационная система (АИС) - это комплекс, который включает компьютерное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства, информационные ресурсы, предназначенных для сбора, подготовки, хранения, обработки и предоставления информации, а также системный персонал, обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей и для принятия решений.
АИС объединяет следующие составляющие:
Языковые средства и правила, используемые для отбора, представления и хранения информации, для отображения картины реального мира в модель данных, для представления пользователю необходимой информации;
Информационный фонд системы;
Способы и методы организации процессов обработки информации;
Комплекс программных средств, реализующих алгоритмы преобразования информации;
Комплекс технических средств, функционирующих в системе;
Персонал, обслуживающий систему.
Любая АИС функционирует в окружении внешней среды, являющейся для АИС источником входной и потребителем выходной информации. В пределах АИС, начиная со входа в систему и кончая выходом из нее, информационный поток проходит несколько этапов обработки.
С помощью АИС обеспечивается многовариантность расчетов, принимаются рациональные управленческие решения, в том числе в режиме реального времени, организуется комплексный учет и экономический анализ, достигаются достоверность и оперативность получаемой и используемой в управлении информации и т.д.
Основная цель АИС - хранение, обеспечение эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам для наиболее полного удовлетворения информационных запросов большого числа пользователей.
К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надежность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам.
Окупаемость означает затрату меньших средств, на получение эффективной, надёжной, производительной системы, возможностью быстрого решения поставленных задач. При этом считается, что срок окупаемости системы должен составлять не более 2-5 лет.
Надежность достигается использованием надёжных программных и технических средств, использования современных технологий. Приобретаемые средства должны иметь сертификаты и (или) лицензии.
Гибкость означает легкую адаптацию системы к изменению требований к ней, к вводимым новым функциям. Это обычно достигается созданием модульной системы.
Безопасность означает обеспечение сохранности информации, регламентация работы с системой, использование специального оборудования и шифров.
Дружественность заключается в том, что система должна быть простой, удобной для освоения и использования (меню, подсказки, система исправления ошибок и др.).
АИС разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков, относящихся как к системе в целом, так и к отдельным ее элементам. Каждая АИС ориентирована на ту или иную предметную область. Под предметной областью понимают область проблем, знаний, человеческой деятельности, имеющую определенную специфику и круг фигурирующих в ней предметов. При этом каждая автоматизированная система ориентирована на выполнение определенных функций в соответствующей ей области применения. Выделяются четыре типа АИС:
1. Охватывающий один процесс (операцию) в одной организации.
2. Объединяющий несколько процессов в одной организации.
3. Обеспечивающий функционирование одного процесса в масштабе нескольких взаимодействующих организаций.
4. Реализующий работу нескольких процессов или систем в масштабе нескольких организаций.
При создании АИС целесообразно максимально унифицировать организуемые системы (подсистемы) для удобства их распространения, модификации, эксплуатации, а также обучения персонала работе с соответствующим ПО. Разработка АИС предполагает выделение процессов, подлежащих автоматизации, изучение их, выявление закономерностей и особенностей (анализ), что способствует определению целей и задач создаваемой системы. Затем осуществляется внедрение необходимых информационных технологий (синтез). Для успешного проведения проектно-организационных работ рекомендуется выявить несколько прототипов проектируемого объекта и устанавливаемых на нём программно-технических средств. На их основе разработать несколько вариантов. Затем из них выбирают альтернативные, из которых наконец - наилучшее решение.
В АИС обычно применяются автоматизированные рабочие места (АРМ) на базе персональных ЭВМ, распределённые базы данных, программные средства, ориентированные на конечного пользователя.
Основное назначение автоматизированных информационных систем не просто собрать и сохранить электронные информационные ресурсы, но и обеспечить к ним доступ пользователей. Одной из важнейших особенностей АИС является организация поиска данных в их информационных массивах (базах данных). Поэтому АИС практически являются автоматизированными информационно-поисковыми системами (АИПС) - программный продукт, предназначенный для реализации процессов ввода, обработки, хранения, поиска, представления данных т. п. АИПС бывают фактографическими и документальными.
1) Фактографические АИПС обычно используют табличные реляционные БД с фиксированной структурой данных (записей).
2) Документальные АИПС отличаются неопределённостью или переменной структурой данных (документов). Для их разработки обычно применяются оболочки АИС.
Способами обеспечения автоматизированных информационных систем и их технологий являются программное, техническое, лингвистическое, организационное и правовое обеспечение, используемые или создаваемые при проектировании информационных систем и обеспечивающие их эксплуатацию.
1) Программное обеспечение представляет инструментальную среду программистов, прикладные программы для соответствующих ЭВМ и установленные на них операционные системы. Это языки программирования, операционные системы, сетевое программное обеспечение, редакторы (текстовые, связей, табличные и др.), библиотеки программ, трансляторы, утилиты и др. Главными среди них являются программные комплексы АИС - системы управления базами данных (СУБД). Их оболочки - это автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС) широкого применения.
2) Техническое обеспечение АИС включает средства ввода, обработки, хранения, поиска и передачи / приёма информации. Ввод, обработка и хранение данных - стандартные составляющие ЭВМ. Поиск информации осуществляется на основе использования специального ПО. Средства передачи информации представляют собой сетевое и телекоммуникационное оборудование ЭВМ, системы и средства связи.
3) К лингвистическому обеспечению обычно относят:
Типы, форматы, структура информации (данных, записей, документов);
Языковые средства описания (ЯОД, словари данных) и манипулирования данными (ЯМД);
Классификаторы, кодификаторы, словари, тезаурусы и т.п.
4) В состав организационного обеспечения АИС входят структурные подразделения организации, её использующей, осуществляющие управление технологическими процессами и поддержку работоспособности системы, а также документация для обеспечения эксплуатации и развития системы.
5) Правовое обеспечение АИС - это совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и функционировании АИС. На этапе разработки АИС оно включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика системы, с регулированием отклонений процесса разработки системы, с обеспечением процесса разработки различными ресурсами. На этапе эксплуатации системы - определяет её статус в процессе управления, правовые положения компетенции отдельных структур АИС и организации их деятельности, порядок создания и использования информации в АИС, правовое обеспечение безопасности функционирования АИС. Правовое обеспечение включает нормативные документы, регламентирующие деятельность АИС.
Примерная схема АИС представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Вариант схемы автоматизированной информационной системы
Универсальные оболочки не позволяют пользователям собственными силами развивать систему. Специальные программы класса СУБД (ORACLE, MS SQL, ADABAS, Informix и др.) разрабатываются таким образом, чтобы предоставлять пользователям широкие возможности их развития. Для обеспечения широких масс пользователей к открытым электронным информационным массивам осуществляется кооперация и интеграция этих ресурсов.
Автоматизированные интегрированные информационные системы обеспечивают доступ к удалённым информационным и техническим ресурсам, а также возможность работы различных категорий пользователей с разнородной по формам представления информацией. К ним относят локальные, корпоративные и глобальные сети.
АИПС, с точки зрения выполняемых задач и представляемых пользователям возможностей, могут быть как достаточно простыми (элементарные справочные), так и весьма сложными системами (экспертные и др., предоставляющие прогностические решения).
Итак, потребность постоянно повышать производительность и эффективность труда работников, выпускать больше качественной продукции и т.п. послужили основанием сначала к созданию автоматизированных систем управления производственными технологическими процессами, затем автоматизированных систем управления предприятиями.
Практически любая автоматизированная система включает в свой состав автоматизированную информационно-поисковую систему. Автоматизированная информационно-поисковая система представляет совокупность программных и аппаратных средств, используемых для хранения, поиска и (или) управления данными и информацией, с целью удовлетворения информационных потребностей пользователей. Она также предназначена для реализации процессов ввода, обработки, и представления данных.
Целью автоматизации информационных процессов является повышение производительности и эффективности труда работников, улучшение качества информационной продукции и услуг, повышение сервиса и оперативности обслуживания пользователей. С её помощью сокращается время выполнения заданий, преобразуются и изменяются технологические процессы, предоставляются новые виды информационных услуг и продуктов. К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надёжность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам.
Для обеспечения доступа широких масс пользователей к открытым электронным информационным массивам осуществляется кооперация и интеграция этих ресурсов, что обеспечивает доступ к удалённым информационным и техническим ресурсам, а также возможность работы различных категорий пользователей с разнородной по формам представления информацией. К ним относят локальные, корпоративные и глобальные сети.
Таким образом, опыт разработки и внедрения различных классов автоматизированных систем показал высокую экономическую эффективность их применения. Она отражается в хорошей организации труда и производства, повышении точности планирования и реализации поставленных задач, в обеспечении ритмичности работы предприятия, уменьшении доли ручного труда и т.д.
Одним из наиболее распространенных видов информационных систем выступают автоматизированные информационно-справочные системы в области права, представляющие собой автоматизированную информационную систему, предназначенную для сбора, систематизации, хранения и поиска правовой информации по запросам пользователей См. Акопов Г.Л. Правовая информатика. Учебник. -М.: Москва, Дашков и К о, 2008. С. 135.
Наиболее известными системами, относящимися к данному виду, являются:
Информационная система «Эталонный банк правовых актов», созданная в НТЦ «Система» при Государственном правовом управлении Президента РФ;
- - база данных по законодательству «Эталон», разработанная Научным центром правовой информации;
- - справочная правовая система «Гарант», разработанная научно-производственным объединением «Гарант-Сервис» (МГУ);
- - информационная правовая система «Кодекс», созданная в «Центре компьютерных разработок» (Санкт-Петербург);
- - справочно-правовые системы семейства «КонсультантПлюс», созданные ЗАО «КонсультантПлюс».
Автоматизированная информационно - справочная система используются для накопления и постоянного корректирования больших массивов информации о лицах, фактах и предметах, представляющих интерес. Эти системы работают преимущественно по принципу "запрос - ответ", поэтому обработка информации в них связана в основном не с преобразованием первичных данных, а с их поиском.
Принципиальную особенность автоматизированная информационно - справочная система составляет понятие "информационный поиск". Информационный поиск - это процесс отыскания в каком-то множестве тех сведений, которые посвящены указанной в информационном запросе теме (предмету), информация о которой необходима пользователю.
Большое количество автоматизированных информационно-справочных систем создано и функционирует в правоохранительной и судебной сферах:
- 1) "Убийство", "Следователь", "Рэкет", "Разбой", "Хищение оружия из хранилищ", "Расследование" - по организации расследования отдельных видов преступлений;
- 2) "Сейф" - по информационному обеспечению расследования хищений из сейфов;
- 3) "Девиз-М" - по расследованию поддельных денежных знаков;
- 4) "Рецепт" - по расследованию поддельных рецептов на получение наркотических средств;
- 5) "Досье" - по автоматизированному учету особо опасных преступников (рецидивистов, гастролеров, организаторов преступных групп, авторитетов уголовной среды и т.п.);
- 6) "Папилон" - по проверке отпечатков пальцев и дактилокарт;
- 7) "Криминал-И" - по учету правонарушений и преступлений, совершенных иностранными гражданами и гражданами России за рубежом;
- 8) "Автопоиск" - по учету и организации поиска угнанного и бесхозного автотранспорта;
- 9) "Антиквариат" - по учету похищенных культурных ценностей;
- 10) "Наказание" - об отбывающих наказание;
- 11) "Кортик" - по экспертизе холодного оружия и др.
Использование информационно-справочных систем правовой информации в различных областях деятельности имеет свои особенности и соответственно определяет специфические задачи и требования, которые позволяют говорить о них не только как о поисковом инструменте.
Выделяют четыре основные сферы применения этих систем:
- а) систематизация и исследование проблем законодательства;
- б) законотворчество;
- в) правоприменительная практика;
- г) правовое образование.
Для успешного решения проблем систематизации законодательства необходима предварительная классификация правового материала. Особую роль при этом играет предметная классификация нормативных актов. Работа эта осуществляется на основе специальных тематических классификаторов (например, общеправовой классификатор отраслей законодательства).
В законотворческой деятельности использование автоматизированных информационно-поисковых систем также имеет большое значение. Эти системы играют роль незаменимого помощника для учета предшествующего законодательства на этапе разработки новых нормативных актов. Необходимость увязки всех вновь создаваемых нормативных актов с уже действующими, недопущение повторений одних и тех же норм в различных правовых актах, признание определенных нормативных актов утратившими силу - работа очень трудоемкая. Ручной отбор необходимых правовых документов может не только занять достаточно длительное время, но и привести к тому, что многие нормативные акты останутся вне поля зрения специалистов. Машинный поиск существенно повышает оперативность подготовки новых нормативных актов и перечней нормативных актов, утративших силу.
Наибольшее применение автоматизированные информационно-поисковые системы находят в правоприменительной деятельности.
На современном этапе технического развития значительно выросло число специалистов, в своей деятельности сталкивающихся с необходимостью работы с правовой информацией. Получение необходимых нормативных правовых документов из средств массовой информации требует больших временных затрат. Эта задача становится еще более сложной, если речь идет о различных ведомственных нормативных актах, которые далеко не всегда издаются в периодической печати. С использованием информационно-поисковых систем задача быстрого подбора необходимых документов существенно упрощается. Более того, среди людей, работающих с правовой информацией, в последнее время сильно выросло число специалистов, не имеющих специального юридического образования. При необходимости решения конкретного правового вопроса многие из них не знают, какие конкретно нормативные правовые акты регулируют этот вопрос. Такие проблемы нередко возникают и перед юристами, не являющимися специалистами в рассматриваемой правовой области. Этих трудностей можно избежать, воспользовавшись различными поисковыми возможностями, предоставляемыми современными автоматизированными системами правовой информации. Системы классификации (хронологические, тематические, по реквизитам документов и т.п.) таких компьютерных баз позволяют на хорошем уровне решать многие задачи.
Следующий вид информационных систем это автоматизированные информационно - логические системы , они предназначены для решения на основе систематизированной правовой информации различного вида простейших логических задач. В результате работы систем этого класса происходит не только поиск необходимой при решении задач правовой информации (как в информационно-поисковых), но и с помощью определенных логических процедур - новых сведений, не содержащихся явно в отобранной правовой информации. В качестве примера системы, в которой реализованы определенные логические алгоритмы, можно привести функциональную подсистему «След», разработанную в рамках автоматизированной системы информационного обеспечения органов прокуратуры (АСИО-Прокуратура).
С помощью этой системы транспортные прокуроры получают методические описания и рекомендации по расследованию преступлений, совершаемых на транспорте. Согласно описанию следственной ситуации системой предлагаются соответствующие следственные методы.
Сравнительно новым и перспективным направлением использования компьютерных технологий являются экспертные системы , относящиеся к системам искусственного интеллекта.
С точки зрения систематизации законодательства в экспертных системах должна быть реализована система сведений и данных, содержащихся в нормах права, в отличие от систематизации нормативных правовых актов в информационно-поисковых системах.
Таким образом, экспертные системы в области права - это автоматизированные информационные системы, в которых на основе специально систематизированной правовой информации решаются конкретные задачи юридической практики. Данные системы при решении определенного класса задач могут заменить собой эксперта-юриста. Привлекая знания экспертов, заложенные в их информационный банк данных, они объясняют, аргументируют и делают выводы.
Функционирование экспертной системы связано с решением трех основных проблем:
- - проблемы передачи знаний от экспертов-людей компьютерной системе;
- - проблемы представления знаний, т.е. реконструирования массива;
- - знаний в определенной правовой области и представления его как структуры знаний в памяти компьютера;
- - проблемы использования знаний.
Необходимость глубокой и подробной формализации процесса принятия решения для моделирования его в компьютерной системе приводит к тому, что пока экспертные системы такого рода создаются программистами и экспертами-юристами для решения конкретных вопросов в достаточно ограниченных правовых областях, т.е. являются узкоспециализированными. Пользователями таких систем являются юристы-практики, сталкивающиеся с правовыми проблемами, находящимися вне области их компетенции, и особенно пользователи - не юристы.
Подобные системы в процессе решения задач задают вопросы пользователю, направляют ход его мыслей, используя формальные и эвристические знания экспертов. Существенно, что система объясняет выбранные стратегии решения и даже цитирует источники, в ней используемые.
Начиная с 1970г. в Великобритании, США и ФРГ было разработано более 25 исследовательских проектов, охватывающих использование методов искусственного интеллекта в процессе правовой аргументации. Примерами являются такие широко используемые системы, как: TAXAMAN-I и TAXAMAN-II, созданные англичанином Маккарти и специализирующиеся на налоговом праве Великобритании; система Мелдмана MITProject для уголовного права; программа Пиппа и Шлинка Judith на основе Гражданского кодекса ФРГ обрабатывает юридические документы и их проекты, относящиеся к гражданскому праву; система LRS Харнера специализируется на договорном праве; Rand Project Ватермана и Петерсона моделирует процесс принятия решений в гражданском процессе; программные комплексы TAXADVISER и EMYCIN используются при планировании федерального налогообложения; «Си Клипс» де Бессоне используется при кодификации Гражданского кодекса Луизианы; система DSCAS помогает анализировать юридические аспекты исков о возмещении дополнительных расходов, связанных с отличием физических условий на месте предполагаемого строительства от указанных в контракте; система LDS помогает экспертам-юристам урегулировать иски о возмещении убытков и компенсациях за ущерб, связанный с выпуском дефектной продукции, и многие другие.
В отечественной законодательной и правоприменительной практике в последнее десятилетие создано около полутора десятков правовых экспертных систем.
ЭС «БЛОК» предназначена для сотрудников подразделений по борьбе с экономической преступностью и помогает установить возможные способы совершения краж при проведении строительных работ. Система позволяет:
- - на этапе ввода исходных данных сформулировать проблему;
- - определить возможные способы совершения краж;
- - составить список признаков, соответствующих тому или иному способу совершения кражи, который используется для планирования мероприятий по раскрытию преступления.
Для выработки решения о способе совершения преступлений используются следующие группы признаков: экономические, технологические, товароведческие, бухгалтерские, оперативные, а также причастные лица и документы - носители информации.
Система отличается простотой ввода новых данных, что дает возможность быстро адаптировать ее в процессе эксплуатации. В экспертной системе имеется подсистема помощи и подсистема обучения пользователя.
Экспертная система «БЛОК» реализована на базе естественной языковой оболочки ДИЕС для экспертных и информационных систем. Для разработки системы привлекались наиболее опытные сотрудники подразделений по борьбе с экономической преступностью. В развитие экспертной системы «БЛОК» предусматривается возможность обращения к автоматизированным учетам органов внутренних дел.
С 1964г. в ВНИИСЭ успешно действует экспертная система «АВТОЭКС» (последний вариант 1988г. «Мод-ЭксАРМ»). Система в режиме диалога решает восемь вопросов, связанных с наездом на пешехода. Экспертная система обеспечивает высокий уровень автоматизации экспертного исследования. В ней автоматизировано большинство операций: экспертный анализ исходных данных, выбор хода исследования, выполнение расчетов, составление заключения, формулирование вывода с последующей распечаткой См. Кашина И.А., Кашин В.К., Нечаев Д.Ю., Чекмарев Ю.В. Информационно - правовые системы. Учебное пособие. - М.:Москва, ДМК Пресс, 2009. С.54.
С помощью системы можно получить ответы на вопросы, касающиеся определения численных значений различных параметров дорожно-транспортного происшествия: скорость автомобиля, его остановочный путь, удаление автомобиля от места наезда в конкретный момент времени и т.п. Решаются также и расчетно-логические вопросы: например, наличие или отсутствие у водителя транспортного средства технической возможности предотвратить наезд на пешехода. На производство одной экспертизы затрачивается в среднем пять минут: три минуты на ввод данных и две - на исследование и печать. Система также позволяет исследовать наезды транспортных средств на препятствие и столкновения транспортных средств.
В перспективе экспертные системы могут эффективно использоваться и в практике систематизации законодательства для решения следующих проблем:
- - выявления и устранения путем экспертного толкования противоречивых правовых предписаний в актах различной юридической силы;
- - выявления и восполнения правовых пробелов с помощью аналогии права, аналогии закона;
- - доктринального (неофициального) толкования нечетко сформулированных в правовых актах правил, понятий, принципов.
Все экспертные системы строятся на общих и специальных знаниях в праве: существующих правовых концепциях, структуре правил, личностном восприятии права, правовой системе и подсистеме, юридической аргументации, логике, семантике, социологии и психологии права, а также философских теориях, носящих общеметодологический характер.
Перечисленные виды информационных систем могут входить составными частями в более сложные информационные образования.
Автоматизированные рабочие места (АРМ) - индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста. В состав автоматизированного рабочего места входят, как правило, персональный компьютер, принтер, графопостроитель, сканер и другие устройства, а также прикладные программы, призванные решать конкретные задачи из профессиональной деятельности См. Казиев В.М., Казиева Б.В., Казиев К.В. Указ Соч.144.
Понятие автоматизированного рабочего места не является до конца устоявшимся. Так, иногда под автоматизированным рабочим местом понимают только рабочее место, оборудованное всеми аппаратными средствами, необходимыми для выполнения определенных функций. Также можно встретить понятие автоматизированного рабочего места как условного названия программного пакета, предназначенного для автоматизации рабочего процесса.
Поскольку автоматизированные рабочие места отличаются от автоматизированной информационной системы развитыми функциональными возможностями, последние могут входить в состав автоматизированных рабочих мест в качестве подсистем.
Обычно различают три способа построения автоматизированных рабочих мест в зависимости от структуры исполнения - индивидуального пользования, группового пользования и сетевой. Следует лишь заметить, что сетевой способ построения кажется наиболее перспективным, поскольку позволяет получать информацию из удаленных банков данных, вплоть до федерального и международного уровня, а также обмениваться интересующей информацией между структурными подразделениями, не прибегая к другим средствам связи.
Примером автоматизированного рабочего места, используемого в деятельности органов внутренних дел, может служить АРМ «ГРОВД», которое создано с целью совершенствования информационного обеспечения оперативно-розыскной и управленческой деятельности городских и районных органов внутренних дел. Автоматизированное рабочее место спроектировано как совокупность взаимосвязанных подсистем, каждая из которых может функционировать автономно. Система позволяет выполнять статистическую обработку информации.
Другими видами сложных информационных образований являются автоматизированные системы информационного обеспечения и автоматизированные системы управления. Указанные системы становятся необходимым условием информационного обеспечения государственного регулирования и управления.
Автоматизированные системы управления (АСУ) - комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации управления различными объектами См: Кузин Е. Правовые справочные информационные системы / Кузин Е. Режим доступа:[ http://www.lawlibrary.ru/poisk.php 21/11/2014]
Основная функция автоматизированной системы управления - обеспечение руководства информацией. Автоматизированная система управления обеспечивает автоматизированный сбор и передачу информации об управляемом объекте, переработку информации и выдачу управляемых воздействий на объект управления.
Примером современной автоматизированной системой управления ОВД является автоматизированной системой управления "Дежурная часть" (АСУ ДЧ), которая предназначена для автоматизации управления силами и средствами подразделений и служб ОВД в процессе оперативного реагирования на преступления и правонарушения. Автоматизированная система управления выполняет следующие основные функции:
- - автоматизированный сбор и анализ информации об оперативной обстановке в городе, выдача решений и целеуказаний подразделениям ОВД, экипажам патрульных автомобилей, контроль за их исполнением в реальном масштабе времени;
- - автоматизированный сбор, обработка, хранение, документирование и отображение на средствах индивидуального и коллективного пользования в ДЧ и подразделениях ОВД информации о расстановке сил и средств, о положении и числе патрульных автомобилей, фактах преступлений и правонарушений на фоне электронных карт;
- - автоматизированный сбор по каналам связи из подразделений и служб ОВД информации о лицах, совершивших правонарушения, о похищенных вещах, угнанных транспортных средствах, другой оперативно-розыскной и справочной информации, а также выдача информации по запросам подразделений ОВД из региональных и общегородских банков данных;
- - автоматическая регистрация деятельности подразделений ОВД, подготовка аналитических и статистических отчетов, ретроспективный анализ процессов и событий.
Автоматизированная система информационного обеспечения (АСИО) - это автоматизированная информационная система, обеспечивающая максимально полное удовлетворение информационно-правовых потребностей различных правовых образований на основе эффективной организации и использования информационных ресурсов См. Кашина И.А., Кашин В.К., Нечаев Д.Ю., Чекмарев Ю.В. Указ. Соч.С.151.
Примером разработки и применения такой системы является автоматизированной системы информационного обеспечения - Прокуратура.
