Понятие и классификация АИС

 

 
1. Характеристика основных этапов  технологического процесса 
Весь технологический процесс можно подразделить на процессы сбора и ввода исходных данных в вычислительную систему, процессы размещения и хранения данных в памяти системы, процессы обработки данных с целью получения результатов и, процессы выдачи данных в виде, удобном для восприятия пользователем. 
Технологический процесс можно разделить на 4 укрупненных этапа: 
1.     Начальный или первичный — сбор исходных данных, их регистрация и передача на ВУ. 
 
2.     Подготовительный — прием, контроль, регистрация входной информации и перенос ее на машинный носитель. 
 
3.     Основной — непосредственно обработка информации. 
 
4.     Заключительный — контроль, выпуск и передача результатной информации, ее размножение и хранение. 
 
2. Технологические операции сбора, передачи, хранения, контроля и обработки данных 
В зависимости от используемых технических средств и требований к технологии обработки информации изменяется и состав операций технологического процесса. Например: информация на ВУ может поступать на МН, подготовленных для ввода в ЭВМ или передаваться по каналам связи с места ее возникновения. 
Операции сбора и регистрации данных осуществляются с помощью различных средств. Различают следующие способы сбора и регистрации данных: 
 
·       механизированный; 
 
·       автоматизированный; 
 
·       автоматический. 
 
1. Механизированный — сбор и регистрация информации осуществляется непосредственно человеком с использованием простейших приборов (весы, счетчики, мерная тара, приборы учета времени и т. д.). 
 
2. Автоматизированный — использование машиночитаемых документов, регистрирующих автоматов, универсальных систем сбора и регистрации, обеспечивающих совмещение операций формирования первичных документов и получения машинных носителей. 
 
3. Автоматический — используется в основном при обработке данных в режиме реального времени. Информация с датчиков, учитывающих ход производства — выпуск продукции, затраты сырья, простои оборудования и т. д. — поступает непосредственно в ЭВМ. 
 
Технические средства передачи данных включают: 
 
·       аппаратуру передачи данных (АПД), которая соединяет средства обработки и подготовки данных с телеграфными, телефонными и широкополосными каналами связи; 
 
·       устройства сопряжения ЭВМ с АПД, которые управляют обменом информации — мультиплексоры передачи данных. 
 
Запись и передача информации по каналам связи в ЭВМ имеет следующие преимущества: 
 
·       упрощает процесс формирования и контроля информации; 
 
·       соблюдается принцип однократной регистрации информации в первичном документе и машинном носителе; 
 
·       обеспечивается высокая достоверность информации, поступающей в ЭВМ. 
 
Дистанционная передача данных, основанная на использовании каналов связи, представляет собой передачу данных в виде электрических сигналов, которые могут быть непрерывными во времени и дискретными, т. е. носить прерывный во времени характер. Наиболее широко используются телеграфные и телефонные каналы связи. Электрические сигналы, передаваемые по телеграфному каналу связи, являются дискретными, а по телефонному — непрерывными. 
 
При выборе наилучшего способа передачи информации учитываются объемные и временные параметры доставки, требования к качеству передаваемой информации, трудовые и стоимостные затраты на передачу информации. 
 
Говоря о технологических операциях сбора, регистрации, передачи информации с помощью различных технических средств, несколько слов необходимо сказать и о сканирующих устройствах. 
 
Ввод информации, особенно графической, с помощью клавиатуры в ЭВМ очень трудоемок. В последнее время наметились тенденции применения деловой графики — одного из основных видов информации, что требует оперативности ввода в ЭВМ и предоставления пользователям возможности формирования гибридных документов и БД, объединяющих графику с текстом. Все эти функции в ПЭВМ выполняют сканирующие устройства. Они реализуют оптический ввод информации и преобразование ее в цифровую форму с последующей обработкой. 
 
Для ПЭВМ IBM PC разработана система PC Image/Graphix, предназначенная для сканирования различных документов и их передачи по коммуникациям. В числе документальных носителей, которые могут сканироваться камерой системы, являются: текст, штриховые чертежи, фотографии, микрофильмы. Сканирующие устройства на базе ПЭВМ применяются не только для ввода текстовой и графической информации, но и в системах контроля, обработки писем, выполнения различных учетных функций. 
 
Для указанных задач наибольшее применение нашли способы кодирования информации штриховыми кодами. Сканирование штриховых кодов для ввода информации в ПЭВМ производится с помощью миниатюрных сканеров, напоминающих карандаш. Сканер перемещается пользователем перпендикулярно группе штрихов, внутренний источник света освещает область этого набора непосредственно около наконечника сканера. Штриховые коды нашли широкое применение и в сфере торговли, и на предприятиях (в системе табельного учета: при считывании с карточки работника фактически отработанное время, регистрирует время, дату и т. д.). 
 
В последнее время все большее внимание уделяется устройствам тактильного ввода — сенсорному экрану («сенсорный» — чувствительный). Устройства тактильного ввода широко применяются как информационно-справочные системы общего пользования и системы автоматизированного обучения. Одна из американских фирм разработала сенсорный монитор Point-1 с разрешением 1024 х 1024 точек для ПЭВМ IBM PC и др. ПЭВМ. Сенсорный экран широко применяется для фондовых бирж (например, по нему передаются сведения о последних продажных ценах на акции). 
 
На практике существует множество вариантов (организационных форм) технологических процессов обработки данных. Это зависит от использования различных средств вычислительной и организационной техники на отдельных операциях технологического процесса. 
 
Построение технологического процесса зависит от характера решаемых задач, круга пользователей, от используемых технических средств, от систем контроля данных и т. д. 
 
Технологический процесс обработки информации с использованием ЭВМ включает в себя следующие операции: 
 
1.     Прием и комплектовка первичных документов — проверка полноты и качества их заполнения, комплектовки и т. д. 
 
2.     Подготовка МН и контроль. 
 
3.     Ввод данных в ЭВМ. 
 
4.     Контроль, результаты которого выдаются на ПУ, терминал. Различают визуальный и программный контроль, позволяющий отслеживать информацию на полноту ввода, нарушение структуры исходных данных, ошибки кодирования. При обнаружении ошибки производится исправление вводимых данных, корректировка и их повторный ввод; 
 
5.     Запись входной информации в исходные массивы. 
 
6.     Сортировка (если в этом есть необходимость). 
 
7.     Обработка данных. 
 
8.     Контроль и выдача результатной информации. 
 
Перечисляя операции технологического процесса, хотелось бы несколько слов сказать об операции хранения информации. Еще совсем недавно информация хранилась на таких машинных носителях, как перфокарты, перфоленты, магнитные ленты, магнитные диски. С развитием ВТ изменились и носители информации. Дискета (гибкий магнитный диск), которая подвергалась постоянно изменениям как внешне, так и объемом записываемой информации, на сегодняшний день уже не может отвечать требованиям пользователей. Это касается не только технической надежности носителей информации, но и объема хранимой информации. Современные экономические информационные системы с мощными процессорами, оснащенными съемными винчестерами, CD-ROM’ами с лазерными дисками, обеспечивают более высокую скорость обработки информации и предоставляют пользователю работать с большими объемами данных, обеспечивая удобство в работе и надежность в сохранности информации. 
 
3. Разработка информационных технологий 
 
Проектирование рациональных технологических процессов обработки данных является довольно сложной задачей. Эта сложность обусловливается тем, что сама система АОЭИ относится к классу сложных систем и при ее разработке должны учитываться многие параметры, среди которых не только чисто технические, но и параметры, учитывающие различные человеческие факторы, вопросы повышения сроков эксплуатации и использования инструментальных средств, уменьшения сроков разработки, ряд экономических соображений и т. д. 
 
3.1. Этапы разработки технологических процессов 
 
Технология проектирования автоматизированной обработки экономической информации при решении любой экономической задачи подразделяется на 4 этапа: 
 
·       начальный; 
 
·       подготовительный; 
 
·       основной; 
 
·       заключительный. 
 
Состав и структура операций каждого из этапов технологического процесса могут быть различными в зависимости от используемых средств ВТ, средств оргсвязи и требований к технологии преобразования информации. По своему назначению технологические операции бывают вспомогательными, основными и контрольными. Вторые составляют основу и относятся к операциям внутримашинной технологии обработки данных. Это операции упорядочения, корректировки, накопления и собственно обработки. 
 
Упорядочение — произвольно расположенные данные размещаются в определенной последовательности значений ключевых слов. 
 
Корректировка — процесс внесения изменений в уже сформированные файлы данных, позволяющий поддержать их в актуальном для обработки состоянии. 
 
Накопление — процесс периодического добавления данных в существующие файлы с целью формирования исходных данных за определенный интервал времени. 
 
Обработка — выполнение всех арифметических и логических операций по преобразованию исходной информации в результатную. 
 
Существуют различные формы внутримашинной технологии обработки информации. Наиболее распространенными формами являются обработка данных в пакетном и диалоговом режимах. 
 
Иногда автоматизированное решение задач должно согласовываться по времени с ходом управляемых процессов. Соответственно организация обработки информации для этих нужд получила название технологии обработки данных в режиме реального времени. Важной характеристикой, определяющей область применения режима реального времени является скорость реакции системы управления на изменение состояний объекта управления. 
 
В настоящее время прослеживается тенденция к максимальному приближению информационных и программных ресурсов к пользователю. ПЭВМ, работающие в сети, имеют существенное преимущество перед АРМ, работающими в режиме разделения времени. А, главное, средства интеллектуального интерфейса обеспечивают пользователя простыми и надежными способами решения своих профессиональных задач. 
 
Возвращаясь к вопросу об этапах разработки технологических процессов, необходимо сказать, что на заключительном этапе производится контроль и выпуск результатных документов. 
 
Известно, что все этапы разработки технологических процессов (предпроектная стадия, техническое проектирование, стадия рабочего проектирования, ввода в действие, функционирование, сопровождение, модернизация) документируются. 
 
Документирование — оформление описания выбранных вариантов построения информационной технологии с комментариями, обеспечивающими их использование в процессе эксплуатации системы. 
 
Наличие документального обоснования позволяет проверить правильность варианта. 
 
3.2. Параметры технологических процессов 
 
Рациональное построение и оптимизация информационных технологий возможны только на основе использования параметрической модели процесса. 
 
Параметры — измеримые величины, характеризующие структуру процесса и его развитие. Параметры информационных технологий отражают взаимосвязанное множество характеристик процессов. Параметры элементов системы проектирования информационной технологии взаимозависимы. 
 
Рассматривая основные характеристики технологических процессов обработки данных, используются обобщенные показатели с дальнейшей их детализацией на других уровнях анализа системы обработки данных. 
 
К таким параметрам относятся: 
 
·       экономический эффект от автоматизации обработки данных (ОД); 
 
·       капитальные затраты на средства вычислительной и организационной техники; 
 
·       стоимость проектирования тех. процессов ОД; 
 
·       ресурсы на проектирование и эксплуатацию системы; 
 
·       срок проектирования технологии ОД; 
 
·       эксплуатационные расходы; 
 
·       параметры функциональных задач; 
 
·       параметры вычислительной и организационной техники; 
 
·       стоимость организации и эксплуатации БД или файлов данных; 
 
·       параметры структур хранения и стоимость хранения данных; 
 
·       время доступа к данным; 
 
·       время решения функциональных задач пользователей; 
 
·       эффективность методов контроля. 
 
Анализируя вышесказанное, можно выделить три группы параметров: исходные — параметры задач, параметры ВТ, ресурсы, параметры структур хранения; промежуточные и результатные — экономический эффект от автоматизированной обработки данных, эксплуатационные расходы, срок и стоимость проектирования и т. д. 
 
На технологию обработки данных влияют факторы, не зависящие или слабо зависящие от проектировщика, — нерегулируемые, и факторы, на которые он может оказать существенное влияние, — регулируемые (управляемые). 
 
К нерегулируемым параметрам технологии можно отнести: объем входных и выходных данных; сложность алгоритма и объем вычислений; периодичность и регламентность решения задач; степень использования результатов одной задачи в других задачах; параметры жестко заданных технических средств и общесистемного программного обеспечения и т. д. 
 
К регулируемым параметрам технологии можно отнести выбор характеристик технических средств и программного обеспечения, параметры информационного обеспечения, методы контроля и защиты данных, размещение технических средств, последовательность операций технологического процесса. 
 
В процессе выбора регулируемых (управляемых) параметров при проектировании технологии обработки данных хорошим подспорьем является использование методов математического моделирования. Иногда для упрощения задачи приходится рассматривать отдельные фрагменты технологического процесса, осуществляя поиск рациональных решений. Таким методом надо пользоваться очень осторожно, так как частичная оптимизация может оказать отрицательное влияние на общую оптимизацию. 
 
Практика обработки данных и ряд теоретических исследований показали целесообразность выбора некоторых значений регулируемых параметров технологии в случае принятия нерегулируемыми параметрами определенного значения. Например, при большом объеме входных данных с целью уменьшения затрат времени на их обработку рекомендуется подготовку данных осуществлять на многопультовых системах подготовки данных на магнитном носителе. При этом следует максимально использовать программные методы контроля с точной локализацией ошибок, обнаруженных в процессах ввода и обработки информации. Это позволяет обеспечить процесс нахождения и исправления ошибок. 
 
Большой объем входных данных диктует в качестве целесообразной технологии выбирать такую технологию, которая предусматривает уменьшение количества вычислений в программах вывода, обеспечение возможности возобновления печати в случае сбоя, обрыва и замятия бумаги, обеспечение надежности устройств вывода, в том числе путем резервирования, проработки методов размножения табуляграмм и т. п. 
 
Сложность алгоритма и большой объем вычислений определяют необходимость создания в программах контрольных точек, которые позволят возобновить обработку данных в случае каких-либо сбоев ЭВМ не с самого начала, а с ближайшей контрольной точки. 
 
3.3. Критерии качества технологических процессов 
 
Проектирование рациональной технологии следует рассматривать как задачу принятия решений. Каждая задача такого типа характеризуется наличием ряда целей и наличием различных путей достижения этих целей с различной эффективностью их реализации. Эффективность реализации различных вариантов технологического процесса должна быть количественно определена, т. е. выражена с помощью определенной величины: критерия эффективности. 
 
Пользуясь этим показателем, можно определить сравнительные достоинства и недостатки различных вариантов организации технологических процессов. Кроме того, углубляясь в сравнительные оценки, необходимо говорить и об эффективности использования тех или иных готовых программных продуктов однотипных или близких по своим функциональным возможностям, будь то табличные процессоры, текстовые редакторы, базы данных или интегрированные ППП. Чем может быть обоснован выбор того или иного программного продукта при решении конкретных экономических задач? 
 
Анализируя сложность системы (например, промышленное предприятие) в качестве критерия часто используется отношение затрат и выпуска. Этот критерий целесообразно применять и при анализе технологии обработки данных. Выпуском при этом можно было бы считать удовлетворение информационных потребностей пользователей. При этом затраты и выпуск должны быть выражены в одних и тех же единицах. Тогда критерий оценки вариантов технологий может быть определен величиной: 
 
K = W - Z 
 
где W — стоимостная оценка выпуска; 
 
Z — затраты на разработку (приобретение, модификацию) и функционирование технологии обработки данных. 
 
При этом предпочтение отдается варианту с большим значением K. 
 
В настоящее время, к сожалению, нет достаточно надежных способов определения стоимостной оценки выпуска. 
 
Но, когда для разных технологий имеем одинаковое удовлетворение информационных потребностей пользователей, в качестве критерия эффективности можно принять затраты (Z). В этом случае выбор вариантов технологий должен осуществляться по минимуму затрат. 
 
Затраты можно разложить на ряд составляющих: 
 
Z = Zr + E + Ze + Zm, 
 
где Zr — разовые затраты на разработку, отладку, внедрение технологии, приобретение дополнительного оборудования, обучение персонала и т. д. 
 
E — коэффициент эффективности капитальных вложений; 
 
Ze — эксплуатационные затраты, связанные с работой по выбранной технологии; 
 
Zm — затраты, связанные с модификацией и адаптацией технологии обработки данных. 
 
Помимо глобального критерия, рассмотренного ранее (эффективность), используются и локальные критерии, одним из которых является время решения задачи на ЭВМ. В настоящее время поставлен и решен целый ряд задач по рациональной и оптимальной технологии обработки данных. Эти задачи связаны с выбором организации информационных массивов, выбором способов обработки данных, в частности выбором методов сортировки, способов разделения задач на модули, поиска информации. 
 
Большое внимание уделяется методам обеспечения достоверности и надежности информации и т. д. 
 
В основе качественной оценки информационной технологии лежит многообразие методов и способов их конструирования. Важнейшим показателем является степень соответствия информационной технологии научно-техническому уровню ее развития. 
 
Другим важнейшим показателем качества информационных технологий является функциональная полнота (F) — отношение областей автоматизированной обработки информации (Qa) к области обработки информации (Qи) для функционирования всей системы управления: 
 
F = Qа / Qи 
 
Показатель своевременности переработки информации (Ксв) определяется числом значений показателей, разработанных в рамках информационной технологии в течение определенного времени (t), и значений показателей, полученных за пределами планового срока их представления (Dt): 
 
Kсв =(t - Dt) / t 
 
Качественной характеристикой информационных технологий являются показатели их надежности. Различают функциональную и адаптивную надежности. 
 
Функциональная — свойство информационных технологий с определенной надежностью реализовать функции информационного программно-технологического обеспечения, технического и эргономического обеспечения. 
 
Адаптивная — свойство информационной технологии реализовывать свои функции при их изменении в пределах установленных при проектировании границ: 
 
Kад = to / (to+tв), 
 
tо — cреднее время между отказами, обратно пропорционально величине интенсивности потока отказов; 
 
tв — среднее время восстановления, обратно пропорционально интенсивности потока восстановлений. 
 
3.4. Критерии оптимизации информационных технологий 
 
Экономические задачи (плановые, учетные, управленческие и т. д.) нуждаются в информации о развитии и потребностях экономики, о состоянии объектов управления. Эта информация позволяет проанализировать деятельность объекта за прошедший период, сделать обобщающие выводы и дать прогноз будущей деятельности объекта управления. 
 
Для экономических задач, реализуемых в диалоговом (интерактивном) режиме характерны следующие факторы: 
 
1.     Многовариантность решений (каждая задача имеет различные варианты, отличающиеся друг от друга экономическими показателями, расходуемыми ресурсами, достигаемым экономическим эффектом). 
 
2.     Наличие критерия оптимальности. 
 
Многовариантность решений задачи диктуется существованием различных путей для достижения цели, поставленной в задаче. При этом немаловажную роль играет вмешательство человека в ход решения задачи. 
 
Интерактивный режим решения задачи чаще всего применяется в оперативном управлении экономическим объектом. Данные здесь чаще подвержены изменениям, модернизации, и требуются ответы в различных разрезах и на многочисленные вопросы. Экономическая задача, как правило, многокритериальна, поэтому для выбора критерия необходимо участие человека. 
 
Многовариантность и многокритериальность экономических задач предполагает их реализацию как человеко-машинных процедур. 
 
Одним из параметров экономических задач, решаемых в интерактивном режиме, является сложность алгоритма (объем вычислений и сложность процедур обработки данных, требующих больших контрольных моментов в технологическом процессе АОЭИ). 
 
Большое значение имеют также периодичность решения задачи и частота использования входных и результатных данных. Рост периодичности требует минимизации времени и эксплуатационных расходов на решение задачи, повышает степень оперативности результатов расчета и количества контрольных операций. Увеличение частоты использования показателей приводит к повышению требований к их достоверности и росту автономности внесения изменений в хранимые данные. Для организации процесса автоматизированного решения задач характерно широкое применение методов логико-синтаксического и арифметического контроля исходных, промежуточных и результатных данных. 
 
3.5. Средства проектирования технологических процессов 
 
При проектировании технологии обработки данных в диалоговом режиме центральным моментом является организация диалога пользователя и ЭВМ, в ходе которого пользователь информируется о состоянии решения задачи и имеет возможность активно воздействовать на ход вычислительного процесса. 
 
Существует несколько подходов к организации общения пользователя с БД. Наиболее распространенный — создание специального формализованного языка, что является недостатком, так как требуется специальная подготовка пользователя, изучение языка, частое обращение к инструкциям, которые периодически меняются с изменениями и совершенствованием системы. В связи с этим в настоящее время наибольшее распространение получили методы общения с БД, не требующие специальных знаний и навыков от пользователя. К ним относятся: 
 
1.     Диалог «да — нет» (не нашел широкого распространения из-за пассивной роли пользователя). 
 
2.     Программированный вопросник. 
 
3.     «Свободный диалог» — пользователь формирует запрос в произвольной форме на естественном языке. Система, оперирующая с БД, извлекает из этого запроса понятные ей элементы и строит на их основе новый запрос, который предъявляет пользователю. При утвердительном ответе со стороны пользователя, он получает требуемые данные. В противном случае система организует уточняющий диалог. Этот метод эффективен и позволяет снять психологический барьер. 
 
Недостатки всех трех методов: 
 
1.     Неэффективное использование машинного времени и дорогостоящего канала связи (если он задействован), что снижает рентабельность всей управляющей системы. 
 
2.     Отсутствие гарантии быстрого ответа на вопрос, требующий принятия оперативного решения в критических ситуациях. 
 
Технология внутримашинной ОЭИ задается последовательностью реализуемых процедур — схем взаимосвязи программных модулей и информационных массивов. Такая схема представляет собой декомпозицию общего процесса решения задачи на отдельные процедуры преобразования массивов, именуемыми модулями (это — ввод, контроль, перезапись информации с одного МН на другой, сортировка, уплотнение данных, редактирование, накопление, вывод на печать и т. п.). Все это требует уменьшения числа просмотров массивов и времени решения задачи, сокращения числа и объема трудоемких процедур, использования эффективных методов поиска информации. 
 
При декомпозиции процесса решения задачи на ЭВМ на отдельные этапы необходимо так же учитывать наличие готовых программ для реализации соответствующего модуля и наличие готовых программных вопросников. 
 
При проектировании оптимальной внутримашинной технологии ОД в интерактивном режиме необходимо установить критерии оптимизации и ограничения. Критерий оптимизации технологии ОД должен быть единственным, если мы хотим применить для решения этой задачи экономические методы. Важным условием является критерий, остальные (показатели, условия) выступают как ограничения. 
 
Одним из критериев оптимизации технологии ОЭИ в интерактивном режиме является время реализации задачи на ЭВМ, зависящее от характера работы с массивами. Поэтому разработка оптимальной технологии ОЭИ на ЭВМ должна обеспечить выполнение следующих требований: 
 
·       сокращение числа массивов на МН, что способствует уменьшению времени счета; 
 
·       увеличение количества параллельно обрабатываемых в одном модуле массивов; 
 
·       сортировки и эффективные методы поиска в оперативной памяти; 
 
·       сокращение времени ответа пользователя на запросы ЭВМ; 
 
·       сокращение времени ввода данных пользователем с клавиатуры. 
 
При разработке оптимальной технологии ОЭИ важными критерием является время ожидания ответа пользователем или ЭВМ. Оптимальным считается время ожидания, равное 2 секундам. Если оно превышает 2 секунды, то это ведет к увеличению времени решения задачи, к неэффективному использованию ТС и каналов связи. Если время ожидания меньше 2 секунд, то снижается работоспособность человека. 
 
Другим критерием оптимизации технологии ОД является использование различных СУБД (тип и параметры СУБД влияют на эффективность эксплуатации системы). Следующим критерием является выбор необходимого и достаточного количества запросов для реализации задачи и получения необходимой информации. 
 
Технология диалогового режима на практике способствует наилучшему сочетанию возможностей пользователя и ЭВМ в процессе решения экономических задач. Так, например, диалоговый режим общения с БД обеспечивает: 
 
·       возможность перебора различных комбинаций поисковых признаков в запросе; 
 
·       улучшение характеристик выходных данных за счет оперативной корректировки запроса с терминала; 
 
·       возможность расширения, сужения или изменения направления поиска сразу после получения результатов; 
 
·       многоплановость точек доступа; 
 
·       быстрый доступ к редко используемой информации; 
 
·       оперативный анализ выходной информации. 
 
Для диалогового режима характерны три показателя: 
 
1.     «Дружественность» — простота освоения и ведения экранного диалога (режим подсказок, прощение ошибок в манипуляциях и т. д.); 
 
2.     «Гибкость» — показатель гибкости определяет диапазон различных процедур при работе пользователя с терминалом; 
 
3.     «Продуктивность» — данный показатель характеризует время от момента обращения пользователя до выдачи на экран необходимой информации. 
 
В процессе диалога пользователь реализует следующие основные функции: 
 
·       функцию ввода (оперативность исправления текста, визуальный контроль...); 
 
·       функцию просмотра (редактирование текста с включением, исключением, заменой, сдвигом, перестановкой, разъединением, слиянием данных); 
 
·       функцию обработки (смысловая ОД, новое размещение страниц, составление оглавления, организация ввода данных из других программ); 
 
·       функцию воспроизведения текста, которая управляет выводом текста и фиксирует параметры печати. 
 
Говоря о диалоговом режиме, о взаимоотношении пользователя и ЭВМ необходимо затронуть вопрос о степени защищенности данных системы. Проблема защиты информации является одной из важнейших при проектировании оптимальной технологии ОИ. Эта проблема охватывает как физическую защиту данных и системных программ, так и защиту от несанкционированного доступа к данным. 
 
Проблема обеспечения санкционированности использования данных охватывает вопросы защиты данных от нежелаемой их модификации или уничтожения, а также и от несанкционированного чтения. 
 
Можно выделить три обобщенных механизма управления доступа к данным: 
 
Идентификация пользователя (защита при помощи программных паролей). Пароль периодически меняется, чтобы предотвратить несанкционированное его использование. Этот метод является самым простым и дешевым, но не обеспечивает надежной защиты. 
Метод автоматического обратного вызова. Отпадает необходимость в запоминании паролей. Пользователь сообщает ЭВМ свой идентификационный код, который сверяется с кодами, находящимися в памяти ЭВМ и только затем получает доступ к информации. Недостаток: низкая скорость обмена. 
Метод кодирования данных — наиболее эффективный метод защиты. Источник информации кодирует ее при помощи некоторого алгоритма и ключа кодирования. Получаемые закодированные выходные данные не доступны никому, кроме владельца ключа. 
Графическое представление диалога 
 
Режим диалога задается в виде схемы и таблиц диалога. Схема диалога разрабатывается на весь комплекс решаемых задач, вводится в систему и предопределяется организация пользователя с ЭВМ. 
 
Схема диалога представляет собой графическую интерпретацию конструкции диалога, задающей требуемую последовательность обменов данными между пользователем и системой. Основным графическим представлением схемы диалога является диаграмма состояний. Каждая вершина графа соответствует определенному состоянию диалога, а дуга определяет изменение этого состояния. В каждом состоянии диалога система ожидает ввода сообщения от пользователя и в зависимости от введенной информации переходит в другое состояние. При выходе осуществляется соответствующая обработка данных из информационной базы и выдается определенная информация на экран или печать. 
 
Различают линейные (при вводе и просмотре разнотипной информации), древовидные (при выборочной коррекции и управлению по меню) и сетевые (соответствуют директивному управлению и непосредственному редактированию данных) схемы диалога. 
 
Одной из применяемых на практике графовых моделей диалоговой системы является дерево разговоров, где вершины представляют собой тексты на экране дисплея, а дуги — возможные пути перехода от одной вершины к другой. Работы, выполняемые ЭВМ, изображаются в форме ветвей дерева разговоров. В корне дерева располагается сообщение пользователя, инициирующее задачу, затем происходит разветвление различной степени в зависимости от числа вариантов ответа пользователя на запрос ЭВМ. Множество вершин графа определяет множество состояний, в которых может пребывать диалоговый процесс. Множество дуг графа соответствует возможным переходам из одного состояния в другое. Смена состояний осуществляется либо по программе, либо в соответствии с директивами пользователя. 
 
При этом необходимо учитывать следующее: 
 
·      количество вершин в графе должно отражать все возможные ситуации, возникающие в процессе диалога (т. е. обеспечена функциональная полнота); 
 
·      переход из одного состояния в другое должен выполняться за короткие промежутки времени (доли секунд или несколько секунд). 
 
Заключение 
 
При переходе предприятия на автоматизированное информационное обеспечение важно особое внимание уделить технологическим аспектам информационных систем. Это позволит не только быстрее и эффективнее провести такой переход, но и поможет систематизировать внутренние информационные потоки, позволит избежать многих ошибок и тупиковых ситуаций при функционировании системы.

3.4Технические  средства передачи данных. Характеристики  каналов связи

 

Технические средства передачи информации

 

Для передачи и распространения электронных данных используются различные средства и системы связи и телекоммуникации.

 

Приведем виды связи и используемые в них виды информации. Это:

1) почтовая (буквенно-цифровая и  графическая информация),

2) телефонная (передача речи (включая буквенно-цифровые данные),

3) телеграфная (буквенно-цифровые  сообщения),

4) факсимильная (буквенно-цифровая  и графическая информация),

5) радио и радиорелейная (речевая, буквенно-цифровая и графическая  информация),

6) спутниковая связь (тоже и видоинформация).

 

Связь в организации подразделяется на:

 проводную и беспроводную,

 внутреннюю (местную) и внешнюю,

 симплексную, дуплексную и полудуплексную.

 

Дуплексный режим – это когда можно одновременно говорить и слышать собеседника.

Полудуплексная передача (Half-Duplex) - метод двунаправленной передачи данных (в двух направлениях по одному каналу), при котором в каждый момент времени информация может передаваться только в одну сторону.

Это двухчастотный симплекс, или полудуплекс. С точки зрения конечного пользователя он эквивалентен симплексу.

Симплексный режим – это когда абоненты говорят между собой по очереди.

 

Линия связи – физические провода или кабели, соединяющие пункты (узлы) связи между собой, а абонентов – с ближайшими узлами.

 

Каналы связи образуется различным образом.

 Канал может создаваться на время соединения двух абонентов телефонной или радиосвязи и проведения между ними сеанса голосовой связи. В радиосвязи этот канал может представлять среду передачи данных, в которой одновременно может работать несколько абонентов, а также в ней может одновременно осуществляться несколько сеансов связи.

 

При этом:

1) проводная связь включает: телефонную, телеграфную связь и системы  передачи данных;

2) беспроводная связь включает:

 а) подвижную радиосвязь (радиостанции, сотовая и транковая связь и др.);

 б) стационарную радиосвязь (радио-релейная и космическая (спутниковая) связь);

3) оптическая неподвижная связь  по воздуху и волоконно-оптическим  кабелям связи.

 

Кабели связи

 

Витая пара – изолированные проводники, попарно свитые между собой для уменьшения наводок между ними. Существует пять категорий витых пар: первая и вторая используются при низкоскоростной передаче данных; третья, четвертая и пятая – при скоростях передачи, до 16, 25 и 155 Мбит/с.

 

Коаксиальный кабель – медный проводник внутри цилиндрической экранирующей защитной оболочки свитой из тонких медных проводников, изолирован-ной от проводника диэлектриком. Скорость передачи до 300 Мбит/с. Значительная стоимость и сложность прокладки ограничивают его использование.

Волновое сопротивление кабеля (отношение между амплитудами падающих волн напряжения и тока) составляет 50 Ом.

 

Оптоволоконный кабель состоит из прозрачных волокон оптически прозрачного материала (пластик, стекло, кварц) диаметром в несколько микрон, окружённых твердым заполнителем и помещённых в защитную оболочку. Коэффициент преломления этих материалов изменяется по диаметру таким образом, чтобы отклонившийся к краю луч возвращался обратно к центру.

Передача информации осуществляется преобразованием электрических сигналов в световые с помощью, например, светодиода. При этом обеспечивается устойчивость к электромагнитным помехам и дальность до 40 км.

 

Телефонная связь – самый распространённый вид оперативно-управленческой связи.

 Официально появилась 14 февраля 1876 г., когда Александр Белл (США) запатентовал изобретение первого телефонного аппарата.

Диапазон передаваемых звуковых сигналов по отечественным телефонным каналам составляет полосу частот 300 Гц–3,4 кГц.

 

Автоматическая телефонная связь образуется с помощью узлов коммутации, роль которых выполняют автоматические телефонные станции (АТС), и соединяющих эти узлы каналов (линий) связи.

 В совокупности с абонентскими линиями (телефонная линия от абонента к ближайшей АТС) она составляет телефонную сеть. Телефонная сеть имеет иерархическую структуру – оконечные (внутриучрежденческие, местные, районные и т.п.), городские, региональные (областные, краевые, республиканские), государственные и международные АТС. АТС соединяются между собой с помощью соединительных линий.

 

Телефонная станция (АТС) – здание с комплексом технических средств, предназначенных для коммутации телефонных каналов.

На АТС производится соединение телефонных каналов абонентов на время их переговоров, а затем, по окончании пере-говоров, их разъединение. Современные ТС являются автоматическими техническими устройствами (в том числе – компьютерными).

 

Учрежденческие АТС, как правило, обеспечивают не только внутреннюю связь подразделений между собой с возможностью выхода во внешние сети, но и различные виды производственной связи (диспетчерскую, технологическую, громкоговорящую и директорскую) для связи директора с подчинёнными, проведения совещаний и конференций, а также функционирование систем охранной и пожарной сигнализации.

 Особенность современных АТС заключается в возможности использования компьютерных техники и технологии; организации соединения с радиотелефонами и пейджерами. В учреждениях для преодоления высоких уровней электромагнитных полей и перегородок используются радиотелефоны, образующие инфракрасные каналы связи.

 

Местные, внутриучрежденческие или офисные телефонные системы (УАТС или ЭАТС) широко применяются в организациях. Кроме большого набора сервисных возможностей они позволяют значительно сократить количество городских телефонных номеров, а также не загружать городские линии и АТС для ведения местных переговоров. Всё чаще находят себе применение мини- и микроофисные АТС.

 

Беспроводные каналы связи

 

Выделяют три основных типа беспроводных сетей:

1) радиосети свободного радиочастотного  диапазона (сигнал передаётся сразу  по нескольким частотам);

2) микроволновые сети (дальняя и  спутниковая связь),

3) Инфракрасные сети (лазерные, передаваемые  когерентными пучками света).

 

Современные беспроводные сети включают:

 радиорелейную связь;

 пейджинговую связь;

 сотовую и ячеистую связь;

 транковую связь;

 спутниковую связь;

 телевидение и др.

 

Радиорелейная связь образуется путём строительства протяжённых линий с приёмо-передающими станциями и антеннами.

 Она обеспечивает узкополосную высокочастотную передачу данных на расстоянии между ближайшими антеннами в пределах прямой видимости (примерно 50 км). Скорость передачи данных в такой сети достигает 155 Мбит/с.

 

Транкинговая (англ. «trunking») или транковая (англ. «trunked») связь – (ствол, канал связи) - организуемый между двумя станциями или узлами сети канал связи для передачи информации группы пользователей в одном радиостволе (до 50 и более абонентов) с радиусом действия от 20 до 35, 70 и 100 км.

Это профессиональная мобильная радиосвязь (ПМР) с автоматическим распределением ограниченного количества свободных каналов среди большого числа подвижных абонентов, позволяющая эффективно использовать частотные каналы, существенно повышая пропускную способность системы.

 

Сотовая радиотелефонная связь (сотовая подвижная связь, СПС) появилась в конце 1970-х годов. Её также называют мобильной. Промышленно системы СПС начинают эксплуатироваться в США с 1983 года, а в России – с 1993 года.

Принцип организации СПС заключается в создании сети равноудалённых антенн с собственным радиооборудованием, каждая из которых обеспечивает вокруг себя зону устойчивой радиосвязи (англ. «cell» – сота).

 

В СПС используются методы разделения каналов по частоте (FDMA), времени (TDMA) и коду (CDMA).

FDMA – частотное разделение, TDMA –  мультидоступ с временным разделением  каналов (используется в мобильные  системах стандарта GSM), CDMA – кодовое  разделение каналов (сигналы других пользователей воспринимаются абонентом такой сети как «белый шум», не мешающий работе приёмного устройства).

 

Другим способом беспроводной связи являются оптические линии связи (лазерная или оптическая связь), использующие топологию «точка–точка».

 Метод передачи звука с помощью модулированного пучка света предложен в начале XX в., а первые коммерческие устройства появились в середине 1980-х г. Эта связь имеет высокую пропускную способность и помехозащищенность, не требует разрешения на использование радиочастотного диапазона и др.

 Такие лазерные системы поддерживают любые протоколы передачи данных. Исходный сигнал модулируется оптическим лазерным излучателем и в виде узкого светового луча передатчиком и оптической системой линз передается в атмосферу.

 

На приемной стороне этот пучок света возбуждает фотодиод, регенерирующий модулированный сигнал.

 

 Распространяясь в атмосфере лазерный луч подвергается воздействию микроскопических частиц пыли, паров и капель жидкости (в т.ч. осадков), температуры и др. Эти воздействия снижают дальность связи, составляющую от единиц, до 10–15 км. Расстояние зависит также и от мощности передающих устройств, которая колеблется от десятков до сотен мВт и обусловлена потребностью обеспечения устойчивой связи. Система обеспечивает достоверность связи более чем на 99,9%.

 

Спутниковая связь

 

Она образуется между специальными наземными станциями спутниковой связи и спутником с антеннами и приёмо-передающим оборудованием.

 

Она используется с целью циркулярного информационного обеспечения большого числа абонентов, как система широкополосного вещания (телевидение, звуковое вещание, передача газет), для организации виртуальных магистральных линий связи большой протяженности и др. Спутниковая связь позволяет охватить территории со слабо развитой инфраструктурой связи, расширить сферу и набор услуг, в т.ч. мультимедийных, радионавигационных и др.

 

Спутники располагаются на одной из трех орбит.

 Спутник, использующий геостационарную орбиту (англ. «Geostationary Earth Orbit», GEO), находится на высоте 36 тыс. км от Земли, и является неподвижным для наблюдателя. Он охватывает значительные области (территории) планеты.

 Средние орбиты (англ. «Mean Earth Orbit», MEO) обитания спутников характеризуются высотой 5–15 тыс. км, а на низких орбитах (англ. «Low Earth Orbit», LEO) высота размещения спутников не превышает 1,5 тыс. км. В этом случае они охватывают небольшие, локальные территории.

 

Станции спутниковой связи делятся на: стационарные, переносные (перевозимые) и портативные.

 

По видам передаваемых сигналов средства связи делят на аналоговые и цифровые или дискретные.

К аналоговым относят непрерывные сигналы (электрические колебания), как правило, плавно меняющие амплитуду своих значений в течение сеанса передачи информации, например, речь в телефонном канале.

При передаче любых сведений по сетям передачи данных их преобразуют в цифровую форму. Например, по телеграфу передаются закодированные последовательности импульсов. То же происходит при передаче информации между компьютерами по любым телекоммуникациям. Такие сигналы называются дискретными (цифровыми).