Ақпараттық жүйе (АЖ) негіздері. Қазіргі заманғы АЖ жобалау әдістемелігі

Ақпараттық  жүйе (АЖ) негіздері. Қазіргі заманғы  АЖ жобалау әдістемелігі.

ХХ-шы ғасырға  дейін ғылым негізінен саны көп  емес элементтерден тұратын жүйелермен айналысты. Ғылымдардың және технологиялардың дамуы саны көп элементтерден  тұратын күрделі жүйелерді құруға және оқуға алып келді. Осындай жүйелердің мысалдары: ядролық және термоядролық қаруларды құру жобалары; қазіргі  заманғы автомобильдер, ұшақтар  және ракеталар, оларды жобалау жүйелері, оларды өндіретін зауыттар; арналарды, ірі зауыттарды, химиялық өндірістерді құру; микрочиптер және оларды жүзеге асыру; компьютерлер үшін программалар және оларды жүзеге асыру болып табылады. Үлкен жуне күрделі жүйелерді  оқытумен айналысатын ғылым «жүйенің жалпы теориясы» деп аталады.

Жүйе  теориясына екі көзқарас бар. Бір  жағынан, шынайы объектілер түрінде  жүйенің объектілік болатындығы  және олардың өзара әрекеттестігі  мойындалады. Екінші жағынан, ешқандай жүйелер жоқ деп болжауға болады, ал бірақ объектілерді жүйе түрінде  көрсету әдісі туралы, яғни жүйелік  тұрғы туралы айту қажет. У.Эшби, мысалы, былай деп жазады: «...біз жүйе қалай анықталатының анық елестете алуымыз керек».

«Үлкен» және «күрделі» жүйе ұғымдары субъективті. Егер әртүрлі жүйе күйінің саны белгілі  болған жағдайда, ол үлкен жүйе деп  аталады.

Үлкен жүйелер – бұл элементтер күйінің саны немесе элементтер арасындағы өзара байланыстар комбинаторлы үлкен және сан жетпейтін жүйелер.

Күрделі жүйелер – бұл үрдістері классикалық математика, формулалар тілінде, аналитикалық құрылымдар тілінде сипаттала алмайтын жүйелер.

Үлкен жүйе міндетті түрде күрделі болуы  тиіс емес, ал күрделі міндетті түрде  үлкен болуы тиіс емес.

Жүйе деп, бірмезгілде біртұтастық ретінде қарастырылатын және алдыға қойылған мақсаттарға жету үшін әртүрлі элементтердің жиынтығы ретінде біріктірілген кез келген объект. Жүйелер бір-бірімен құрамы және басты мақсаттары бойынша ерекшеленеді.

Ақпараттар жүйелер (АЖ) – алдыға қойылған мақсатқа жету үшін ақпаратты сақтауға, өңдеуге және шығаруға қолданылатын, әдістер және персоналдар өзара байланысқан құралдар жиынтығы.

АЖ-дің даму кезеңдері.

Алғашқы АЖ-лер 50 жж. пайда болды. Бұл жылдары  олар жалақыны есептеуді және есептесуді өңдеуге арналған болатын, ол электромеханикалық бухгалтерлік есептеуіш машиналарында  жүзеге асырылды. Бұл  қағаздық құжаттарды дайындаудағы кейбір шығындарды және уақытты қысқартуға алып келді. 60 жж. АЖ-ге қатынастың өзгеруімен атақты. Олардан  алынған ақпарат көптеген параметрлері бойынша басылымдық есеп берулерде  қолданыла бастады. Ол үшін мекемелерге, тек жалақыны есептеуді және есептесуді өңдеп ғана қоймай, көптеген функцияларды орындай алатын кең қолданыстағы компьютерлік жабдықтар қажет болды. 70 жж. – 80 жж. басында АЖ-лер шешім  қабылдау үрдісін жылдамдататын  және сүйемелдейтін, басқаруды бақылау  құралы ретінде кең қолданыла  бастады. 80 жж. соңында АЖ-ді қолдану  концепциясы қайтадан өзгере бастайды. Олар ақпараттың стратегиялық көзі болып  және кез келген мамандықтардың барлық ұйымдастыру деңгейлерінде қолданылды. Бұл мерзімнің АЖ-рі қажетті ақпаратты  бере отырып, мекемеге жаңа тауарларды және қызметтерді құруға, жаңа өткізу нарықтарын табуды, өнімді төмен бағамен  шығаруды ұйымдастыруды және т.б. мүмкіндік  берді.

АЖ-дегі үрдістер. Кез келген белгідегі АЖ жұмысын қамтамасыз етуші үрдістерін шартты түрде блоктардан тұратын сызба (сурет 1) түрінде келтіруге болады:

• ақпаратты сыртқы немесе ішкі көздерден еңгізу;
• ішкі ақпаратты өңдеу және оны ыңғайлы түрге келтіру;
• ақпаратты қолданушыларға көрсету үшін немесе басқа жүйеге беру үшін еңгізу;
• кері байланыс – бұл ішкі ақпаратты түзету үшін ұйымның адамдарымен өңделген ақпарат.

АЖ келесі қасиеттерімен анықталады:

• кез келген АЖ талдауға тап болуы мүмкін, жүйені құру жалпы белгілер негізінде құрылады және басқарылады;
• АЖ динамикалық және дамушы болып табылады;
• АЖ-ні құру барысында жүйелік қатынасты қолдану қажет;
• АЖ-нің шығарылатын өнімінің негізінде қабылданатын шешімдер ақпарат болып табылады;
• АЖ-ні ақпаратты өңдеудің адам-компьютерлік жүйесі сияқты қабылдау қажет.

АЖ-нің  жұмысын талдау үшін, ол шешетін  мәселенің мәнін, сонымен қатар ол қосылған ұйымдастырушылық үрдістерді түсіну қажет. Мысалы, шешімдерді қабылдауды қолдау үшін компьютерлік АЖ-нің мүмкіндіктерін анықтаған кезде келесіні есептеу керек:

• есептелінетін басқарушылық тапсырмалардың құрылымдылығы;
• фирманы басқарудың иерархиялық деңгейі, онда шешім қабылдануы тиіс;
• шешілген тапсырманың бизнестің қандай да бір функционалдық ортасына тәуелді болуы;
• қолданылған ақпараттық технологияның түрі.

АЖ-нің программалық және аппараттық бөлімдері

Ақпаратты

еңгізу

Ақпаратты өңдеу

Ақпаратты

шығару

Кері байланыс

Ұйым персоналы  немесе басқа АЖ

Сурет 1. Ақпараттық жүйелердегі үрдістер

 

Ақпараттық жүйелер – ақпаратты арнайы ұйымдастырылған түрде сақтауға арналған және онымен түрлі әрекеттер жасауға және оны еңгізуді қамтамасыз етуші, сонымен бірге түрлі белгілері бойынша іздеу салушы, отчет жасаушы жүйелер. АЖ мысалы ретінде архивті, мекенжай бюросын, телефон анықтамасын қарастыруға болады. Информатикада компьютерлік техниканы қолданатын АЖ-ді қарастырады. Дербес жағдайда АЖ-ге келесілер жатады:

• ақпараттық-анықтамалық, ақпараттық-іздеулік жүйелер;
• құжаттаманы автоматтандыру және тіркеуді қамтамасыз етуші жүйелер;
• эксперттік жүйелер;
• ғылыми зерттеулерді автоматтандыру және жобаны автоматтандыру жүйелері;
• өндірісті автоматтандыру жүйелері;
• барлық мүмкін тренажерлар және оқыту жүйелері.

 

 

Ақпараттық жүйелерді  жобалау технологиясы.

Қазіргі заманғы ақпараттық технологиялар ақпараттық жүйелерді жүзеге асырудың әдістер жиынтығын ұсынады. Ақпараттық жүйелерді құру әдетте қолданушының талаптары негізінде құрылады. Бұл талаптар құр уүрдісінде өзгеруі мүмкін. Шешім қабылдау теориясы үшін АЖ-ні жобалау үрдісі – тапсырыс берушінің талаптарын қанағаттандыратын жүйе сипаттаммасын алуға бағытталған жобалық-конструкторлық шешімдерді қабылдау үрдісі.

Ақпараттық жүйенің жобасы деп – нақты бір программалық техникалық ортада ақпараттық жүйені құру және пайдалану бойынша жобалық шешімдердің сипаттамасы бар жобалық-конструкторлық және технологиялық құжаттаманы айтамыз.

Ақпараттық жүйені жобалау деп – жобаланушы объект, жобалау әдістері осындай типтегі объектілерді жобалау тәжірибелері жайлы кіріс ақпаратты түрлендіру үрдісі.

Ақпараттық  жүйені жобалау объектілері болып, функционалдық және қамтамасыз ету  бөліктерінің дербес элементтері немесе олардың кешендері табылады. Дәстүрлі декомпозициялауға сәйкес функционалдық  элементтерге есептер, есептер кешендері  және басқару функциялары жатады. Ақпараттық жүйенің қамтамасыз ету  бөлігі құрамындағы жобалау объектілері  қызметін жүйенің жүйенің ақпараттық, программалық және техникалық қамту  элементтері мен кешендері атқарады.

Ақпараттық  жүйені жобалау субъектісі болып, жобаны жүзеге асырушы мамандар ұйымы мен  ақпараттық жүйені құруға тапсырыс берген мекеме жатады.

Ақпараттық жүйені жобалау технологиясы, деп – ақпараттық жүйені жобалаудың және жобалауды ұйымдастырудың әдістері мен құралдар жиынтығы айтамыз.

Кез келген жобалау технологиясының пәні ретінде  ақпараттық жүйенің өмірлік циклінің барлық кезеңдерінде өзара байланысқан  жобалау үрдістерінің бейнесі қызмет етеді. Жобалау технологиясын таңдау үшін қойылатын негізгі талаптарға келесілер жатады:

1. осы технология бойынша көмегімен құрылған жоба тапсырыс берушінің талаптарына сай болу керек;
2. таңдалған технология жобаның өмірлік циклінің барлық кезеңдерін максималды түрде бейнелеу керек;
3. таңдалған технология жобаны жобалау және сүйемелдеу үшін минималды түрде еңбек қаражат шығындарымен қамтамасыз ету керек;
4. технология жобалау мен жобаны сүйемелдеу арасындағы байланыс негізі болу керек;
5. технология жобалаушы еңбегінің өнімділігін арттыруға жағдай жасау керек;
6. технология жобаны жобалау және пайдалану үрдістерінің сенімділігін қамтамасыз ету керек;
7. технология жобалық құжаттаманы қарапайым жүргізуге жағдай жасау керек.

Ақпараттық  жүйені технологиясының негізін  негізгі технологиялық ерекшеліктері  мен мәнін анықтайтын әдістеме құрайды. Жобалау әдістемесі деп, жобалау әдістерінің жиынтығы мен жүзеге асатын концепциялар мен жобалау принциптерін айтамыз. Олар өз кезегінде жобалау құралдарымен сүйемелденеді.

Ақпараттық  жүйенің жобалау әдістерін автоматтандыру құралдарында және типтік жобалық шешімдерде қолданылу дәрежесі болатын өзгерістерге бейімделу сияқты белгілері бойынша  жіктеуге болады.

Жобалау құралдары – жобалаудың бірнеше өзара байланысқан технологиялық операцияларды ЭЕМ көмегімен жүзеге асыратын қандай да бір түрлендіруші. Жобалау құралдарынының екіге бөлінеді:

1. Объектілік құралдар: типтік жобалар, типтік жобалық шешімдер, қолданбалы программалар дестесі;
2. Инструменталдық құралдар: автоматтандырылған жобалау жүйелері, CASE-технологиялар.

Жобалау құрадары болу керек:

1. өз класында жобалау объектісіне инвариантты;
2. ақпараттық жүйенің өмірлік циклінің барлық кезеңдерін қамтуы;
3. техникалық, программалық және ақпараттық үйлесімді;
4. меңгеруде және қолдануда қарапайым.

Жобалау құралдарын екі класқа бөлуге болады: ЭЕМ-ді қолданбайтын және ЭЕМ-ді қолданатын.

ЭЕМ-ді қолданбайтын жобалау құралдары ақпараттық жүйені жобалаудың барлық стадиялары мен кезеңдерінде қолданылады. Оларға жобалау операцияларын қамтамасыз ету, яғни жүйенің жобалану үрдісін регламентациялайтын әр түрлі стандарттар. Мұнда ақпаратты жіктеу мен кодтаудың біртұтас жүйесі, ақпарат ағынын сипаттау және талдау т.б. кіреді.

ЭЕМ-ді қолданатын жобалау құралдары ақпараттық жобалаудың үрдісінің дербес немесе барлық стадиялары мен кезеңдерінде қолданылуы мүмкін және сәйкесінше жүйе жобасының элементтерін, жүйе жобасының бөлімдерін немесе жүйе жобасының біртұтас өзін құруды қолдайды.

АЖ  жобалау кезеңдері. Үлгілері мен  кезеңдері.

Ақпараттық  жүйелерді жобалау – көп еңбек  сіңіруді және ұзақ мерзімді қажет  ететін және оны құруға қатысушы мамандардың  жоғары біліктілікті талап ететін күрделі  жұмыс. Ақпараттық жүйелерді жобалау  келесі кезеңдерге бөлінеді:

1. Пәндік облысын анықтау. Инфологиялық үлгісін құру.
2. Даталогиялық және физикалық жобалау.
3. Концептуалды сызбасын құру.

Пәндік облысын анықтау. Инфологиялық үлгісін құру. Әрбір АЖ оның белгіленуіне байланысты шынайы өмірдің қандай да бір бөлшегіне тәуелді. Ол жүйенің пәндік облысы деп атауға келісілген. Осы пәндік облысты анықтау кезеңінде қолданушының келешек жүйесінің барлық қажет ақпараттық қажеттіліктері нақтыланады, ол өз кезегінде мәліметтер қоры мазмұнын анықтайды. Берілген АЖ-нің пәндік облысы шынайы объектілер жиынтығы ретінде қарастырылады. Әрбір объект қасиеттер (атрибуттар) жиынтығынан тұрады. Шынайы объектілерді әрбір нақты жүйенің контекстінде қарастыру, бұл жағдайда қасиеттерді абстрактілеу талап етіледі. Қандай да бір жүйеге тән қасиеттер басқа бір жүйеге ешбір қатысы болмауы мүмкін. Пәндік облысты кеңірек меңгеру үшін, объектілердің барлық жиынын пәндік облысының құрылымы бойынша біртекті деп аталатын объектілер тобына бөлуге болады. Біртипті объектілер даналарының атрибуттар жиынтығы бірдей болатындығы айқын. Сондықтан, оларды шартты түрде берілген типтін қасиеттері деп есептеуге болады. Пәндік облыстың әрбір объектісі басқа объектілерден ерекше болуы керек. Осы мақсатта, берілген типті объектілерге, яғни оларға сілтеме жасауға мүмкіндік беруші, идентификатор белгіленуі мүмкін. Қарастырушы нақтылы объектілер типі мен олардың мәндер арасындағы өзара-бірмәнді сәйкестік үшін мұндай иденификаторды уникалды деп атайды. Уникалды идентификатор ретінде, сонымен бірге алғашқы кілт деп аталушы қандай да бір атрибут немесе объектілердің бірнеше атрибуттарының комбинациясын алуға болады. Пәндік облыстың объектілері арасында түрлі мазмұнды мәндері бар байланыстар болуы мүмкін. Объектілер типі мәні терминінде сәйкес типті объектілер даналары арасындағы байланыстар туралы айтуға болады.

Объектілер  типтері және олардың арасындағы байланыстар типінің жиынтығы пәндік облыстың құрылымын сипаттайды.

Пәндік облыс объектілер типі мен түрлі типті объектілер даналар жиынтығы, объектілер, атрибуттар мәнімен олардың арасындағы байланыс уақыт бойынша өзгеруі мүмкін. Бұл өзгерістер пәндік облыстағы жаңа объектілердің пайда болуына немесе пәндік облыстағы кейбір бар объектілер арасындағы бар байланыстарды жоюға немесе жаңа байланыстарды орнатуға алып келеді. Сондықтан да, уақыттың әр мезгілінің өзгеруіне байланысты пәндік облыстың қандай да бір күйін салыстыруға болады. Бұл қасиеттер объектілер типіне, байланыстар типіне және олардың кейбір даналарына спецификацияланатын бүтіндеу шектігін беруі мүмкін. Бүтіндеу шектігі – бұл мәліметтердің дұрыстығын регламенттейтін шарттар. Шектеудің үш түрін ажыратады:

• объектілер даналарының мәніне, яғни әрбір құраушы қасиеттерінің мүмкін мәндеріне шектеу. Олар мәліметтер құрылымы жеткізілімділігі ережелерімен, операцияларды орындау ережелерімен анықталады;
• логикалық шектеулер, мәліметтер қоры сызбасымен, мәліметтерді сипаттау арнайы тіл конструкцияларымен байланысты. Мысалы, егер қандай да бір атрибут алғашқы кілт сияқты анықталған болса, онда бұл объектілердің көптеген даналары екі немесе одан да көп алғашқы кілттерінің мәндері бірдей даналардан тұруы мүмкін емес;
• мәліметтер қорын басқару жүйесі берілген шектеулер бойынша, мәліметтер қорын бір күйден екінші бір күйге ауыстырған кезде, мәліметтердің қарама-қайшылықсыздығын туғызбауын қамтамасыз етуі тиіс.