что такое математическое обеспечение информационной системы
Что такое математическое обеспечение информационной системы
О беспечение ИС : математическое, программное, информационное, организационное, правовое , т ехническое, лингвистическое и эргономическое обеспечение ИС.
Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем. Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют:
Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Комплекс технических средств составляют:
К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.
Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.
Децентрализация тех нических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах.
К средствам математического обеспечения относятся:
В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.
К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.
Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.
Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.
Организационное обеспечение реализует следующие функции:
Главной целью правового обеспечения является укрепление законности.
14. Математическое обеспечение информационных технологий
В основе любого инструмента информационных технологий лежат математические модели, методы и алгоритмы – математическое обеспечение.
К средствам математического обеспечения относятся:
-средства моделирования процессов управления;
-типовые задачи управления;
-методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.
Математическое обеспечение (МО) состоит из алгоритмического и программного.
Прикладные и обеспечивающие программы формируются, прежде всего, на базе математических методов. В тех случаях, когда для решения той или иной актуальной задачи не удается подобрать математический метод, используются эвристические алгоритмы.
При этом следует помнить, что каждый из методов может быть применен для решения различных по специфике задач пользователей. И наоборот: одна и та же задача может решаться с помощью различных методов. Важнейшие математические методы представлены в виде некоторых укрупненных группировок:
Линейное программирование – линейное преобразование переменных в системах линейных уравнений. Сюда следует отнести: симплекс-метод, распределительный метод, метод разрешающих множителей, статический матричный метод решения материальных балансов.
Дискретное программирование представлено двумя классами методов: локализационные и комбинаторные методы. К локализационным относятся методы линейного целочисленного программирования. К комбинаторным – метод ветвей и границ, который используется для построения графиков производства и т.п.
Математическая статистика применяется для корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов различных явлений и процессов. Корреляционный анализ применяется для установления тесноты связи между двумя или более стохастически независимыми явлениями или процессами.
Регрессионный анализ устанавливает зависимость случайной величины от неслучайного аргумента. Дисперсионный анализ используется для установления зависимости результатов наблюдений от одного или нескольких факторов в целях выявления важнейших. Методы математической статистики используются также для прогностических экономических расчетов.
Динамическое программирование применяется для планирования и анализа экономических процессов во времени. Динамическое программирование представляется в виде многошагового вычислительного процесса с последовательной оптимизацией целевой функции. Сюда следует отнести и имитационное моделирование.
Теория игр представляется рядом методов, использующихся для определения стратегии поведения конфликтующих сторон. Известные методы можно разделить на два класса – точные и приближенные (итеративные). Условно точная игра может, например, реализовываться на основе линейного программирования путем определенного упорядоченного перебора матрицы-игры. Реализация игры на основе приближенных методов имеет несколько вариантов, но каждый из методов основан на аналитическом осмыслении стратегии на каждом шаге (в каждой партии) с целью совершенствования поведения на последующих шагах (в следующих партиях).
Теория массового обслуживания (и родственное ей направление – теория управления запасами) включает большой класс экономических задач, где на основе теории вероятностей оценивается, например, мощность или количество агрегатов, обслуживающих какой-либо производственный процесс, численность ремонтных рабочих, запасы ресурсов и т.п. в зависимости от характера спроса на них. При этом многие задачи управления запасами формализуются как задачи массового обслуживания и алгоритмически представляются как эвристические модели.
Параметрическое программирование является разновидностью линейного программирования, где коэффициенты при переменных линейного функционала, или коэффициенты при переменных системы линейных уравнений, или те и другие коэффициенты зависят от некоторого параметра. К этому направлению может быть отнесен динамический матричный метод решения материальных балансов.
Стохастическое программирование делится на статистическое и динамическое. В статистических задачах исследуемые параметры являются случайными величинами на определенном этапе. В динамических задачах имеют дело со случайными последовательностями. Большинство статистических задач сводится к задачам линейного программирования. Динамические задачи являются предметом так называемого Марковского программирования.
Нелинейное программирование относится к наименее изученному (применительно к экономическим явлениям и процессам) математическому направлению. Большинство изученных численных методов нелинейного программирования посвящено решению задач квадратичного программирования на основе симплекс-метода.
Теория графов – направление математики, где на основе определенной символики представляется формальное (схематическое) описание взаимосвязанности и взаимообусловленности множества работ, ресурсов, затрат и т.п. Набольшее практическое применение получил так называемый сетевой график (сетевой метод). На основе этой формализации с помощью эвристических или математических методов осуществляется исследование выделенного множества на предмет установления оптимального времени производства работ, оптимального распределения запасов и т.п. Одним из методов формализованного исследования является линейное и нелинейное программирование на базе симплекс-метода.
Математическое обеспечение
Полезное
Смотреть что такое «Математическое обеспечение» в других словарях:
математическое обеспечение — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN mathematical support … Справочник технического переводчика
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ — ЭВМ, программное обеспечение, совокупность программ и программных комплексов, посредством к рых происходит преобразование алгоритмов программы пользователя, записанных на алгоритмич. языках высокого уровня, в последовательность команд, понимаемых … Математическая энциклопедия
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ — программное обеспечение ЭВМ, комплекс программ, описаний и инструкций, обеспечивающих автоматич. функционирование ЭВМ. Осн. элементы М. о. разрабатываются одновременно и параллельно с разработкой ЭВМ и поставляются заказчикам вместе с машиной.… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
математическое обеспечение — математическое обеспечение, программное обеспечение ЭВМ, комплекс программ, описаний и инструкций, обеспечивающих автоматическое функционирование ЭВМ. Основные элементы М. о. разрабатываются одновременно и параллельно с разработкой ЭВМ и… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ — ЭВМ, ком плекс программ, описаний и инструкций, обеспечивающих автоматич. функционирование ЭВМ. Различают общее М. о. (для организации вычислительного процесса на данной ЭВМ) и спец. М. о. (для решения конкретных задач) … Естествознание. Энциклопедический словарь
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ — комплекс программ, описаний и инструкций, обеспечивающих автоматическое функционирование ЭВМ. Различают общее математическое обеспечение (для организации вычислительного процесса на данной ЭВМ) и специальное математическое обеспечение (для… … Большой Энциклопедический словарь
математическое обеспечение автоматизированной системы — математическое обеспечение АС Совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, примененных в АС. [ГОСТ 34.003 90] Тематики автоматизированные системы Синонимы математическое обеспечение АС EN AS mathematical support … Справочник технического переводчика
Математическое обеспечение автоматизированной системы — совокупность алгоритмов и программ, необходимых для управления системой и решения с ее помощью задач обработки информации вычислительной техникой. См. также: Автоматизированные системы Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ — МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ, то же, что программное обеспечение ЭВМ. Иногда к математическому обеспечению ЭВМ (электронных вычислительный машин) относят также библиотеки алгоритмов и собрания общих математических и вычислительных методов… … Современная энциклопедия
Математическое обеспечение АСУ — [MIS software ], то же, что программное обеспечение, ПО, комплекс математических программ и алгоритмов, одна из обеспечивающих подсистем. Обычно включает множество программ для решения на ЭВМ конкретных задач, объединяемых главной программой… … Экономико-математический словарь
Что такое математическое обеспечение информационной системы
Обеспечение информационных систем
Обеспечение информационных систем подразделяется на: информационное, техническое, математическое и программное, методическое, лингвистиче-кое, правовое и организационное (Рис. ).
Рис.2.1. Подсистемы информационной системы.
Информационное обеспечение включает совокупность данных, методы построения БД, а также проектных решений по объёмам, размещению, формам организации информации, циркулирующей в ИС организации.
С появлением первых электронных библиографических поисковых механизмов, входящих в состав автоматизированных информационно-поисковых систем и попыткой создания Электронных каталогов (ЭК) остро возникла проблема расширения поисковых элементов. Элементов библиографических описаний документов, хранящихся в полях «заглавия», «фамилии авторов» и «выходные данные» (вербальные данные) в большинстве случаев недостаточно для проведения релевантного поиска необходимых пользователям документов, если заранее неизвестны эти элементы. Заглавия всё чаще неинформативны, они не отражают ни тематики, ни содержаний документов. Наибольшие проблемы возникают при организации тематического поиска.
В качестве поисковых элементов в АИПС используется лингвистическое обеспечение, базирующееся на информационно-поисковых языках (ИПЯ), к которым относятся различные термины и словосочетания, входящие в состав классификационных систем (УДУ, ББК, ГРНТИ и др.), ключевых слов, тематических рубрик, алфавитно-предметных указателей (АПУ) и т.п. При формировании поискового запроса можно использовать классификаторы (УДК, ДДК, ББК, ГРНТИ и др.), но даже специалисты знают наизусть ограниченный набор классификационных индексов, как правило, лишь в какой-нибудь одной классификационной системе. Для пользователей это нереально по многим причинам. Одна из причин качественного поиска – отсутствие средств, способствующих осуществлению эффективных поисковых стратегий неподготовленным пользователем.
Так, например, ключевые слова, хотя и помогают при поиске документов, не позволяют во всех случаях обеспечить релевантный отбор необходимых документов. Ряд специалистов предложил решить эту проблему путём создания электрон-ных тезаурусов и рубрикаторов, ссылки на которые можно было бы организовать при росписи документов. В этом случае выделяют следующую последовательность работы: индексирование информации; составление тезауруса; организация и проведение поисков на основе широкого использования электронных рубрикаторов и тезаурусов. Этот достаточно трудоёмкий и неэффективный процесс всё равно в ряде случаев не позволяет решать данную проблему.
При этом эксперты считают, что функционирующие классификационные системы вряд ли сохранятся далее первых двух десятилетий грядущего века, если не найдут сил и возможности для коренных преобразований.
Может сложиться впечатление, что решить проблему релевантного и пертинентного поиска невозможно. Отчасти с этим приходится согласиться, особенно при проведении поисков в Интернете.
Однако ряд специалистов и организаций предлагают индексировать полные тексты и формировать объединённый СПА (справочно-поискового аппарата) для электронных и печатных ресурсов. Считается, что индексы в электронном (машиночитаемом) виде должны присутствовать вместе с их библиографическими описаниями (БО). Это направление получило название «вычислительная лингвистика». При этом пристальное внимание уделяется формированию метаданных.
Метаданные – информация об информации; информация, формируемая издателями электронных ресурсов, представляющая обязательный минимум сведений, позволяющий использовать их при каталогизации.
Важно отметить, что системы организации поиска в АБИС, а также в электронных полнотекстовых базах данных должны учитывать поведение пользователей при проведении данной процедуры.
Следующим направлением в данной области было создание систем, позволяющих из документов, тесно связанных между собой по некоторым статистическим параметрам, извлекать ключевые слова и словосочетания, которые считаются релевантными в данной предметной области. Такие системы способствуют решению проблемы релевантного автоматического индексирования и реферирования документов, принадлежащих к данному корпусу документов.
Программное обеспечение, использующее элементы вычислительной лингвистики, появилось на ряде сайтов в Интернете, например, «Анализатор текста» (textanalyst). Оно предназначено для анализа и составления из введённого пользователем текста списка ключевых слов, ранжируемых по весовому коэффициенту. Если из этого списка выбрать несколько словоформ, то по ним программа выполнит автоматическое реферирование и тематическую фиксацию анализируемого текста. В результате пользователь получает список наиболее значимых предложений исходного текста.
При этом возникает прецедент, когда, во-первых, отпадает потребность вводить ключевые слова и создавать специальные электронные рубрикаторы.
Во-вторых, автоматическое реферирование машиночитаемого текста способствует созданию рефератов документов, что само по себе весьма значимо особенно для научных, учебных, технических и иных профессиональных материалов.
В-третьих, такие рефераты можно включать в соответствующие поля библиографических записей в электронных базах и банках данных (в т.ч. Электронных каталогов), что будет способствовать максимальному раскрытию фондов библиотек и не перегрузит аппаратные средства большими объёмами машиночи-таемых данных. Более того, поиск будет естественно проходить быстрее, чем при извлечении необходимых сведений из полных текстов.
В-четвертых, при этом не возникают проблемы с авторским правом, так как на серверах в открытом доступе будут не полные тексты документов, а их рефераты.
В-пятых, поиск по ключевым словам, образующим такие рефераты в сочетании с включенными в тексты метаданными может значительно улучшить ситуацию с релевантностью.
В-шестых, можно, используя эти рефераты, отказаться от описания определённого количества полей (тэгов) метаданных в гипертекстовых документах.
И, наконец, в-седьмых, такое решение снимает значительный груз забот и работ систематизаторов и библиографов при описании документов и создании соответствующих библиографических записей в Электронных каталогах их библиотек.
Глава 3. Структура информационной системы
3.1. Понятие о структурном признаке классификации информационных систем
Подсистема — это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем. Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
3.2. Характеристика информационного обеспечения
Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Информационное обеспечение — совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель — это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:
· к унифицированным системам документации;
· к унифицированным формам документов различных уровней управления;
· к составу и структуре реквизитов и показателей;
· к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.
Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:
· чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
· одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
· работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
· имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.
Поэтому устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.
Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.
В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника — от момента се создания до выхода приказа о его зачислении на работу.
Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:
· исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
· классификацию и рациональное представление информации.
При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления (см. тему 3, рис. 3.2). Следует выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие нет. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.
Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:
1-й этап — обследование всех функциональных подразделении фирмы с целью:
· понять специфику и структуру ее деятельности;
· построить схему информационных потоков;
· проанализировать существующую систему документооборота;
· определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.
2-й этап — построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.
Для создания информационного обеспечения необходимо:
· ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;
· выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;
· совершенствование системы документооборота;
· наличие и использование системы классификации и кодирования;
· владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
· создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.
3.3. Характеристика технического обеспечения
Техническое обеспечение — комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.
Комплекс технических средств составляют:
· компьютеры любых моделей;
· устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
· устройства передачи данных и линий связи;
· оргтехника и устройства автоматического съема информации;
· эксплуатационные материалы и др.
Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:
— общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;
— специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;
— нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.
К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.
Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.
Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах.
Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход — организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.
3.4. Характеристика математического и программного обеспечения
Математическое и программное обеспечение — совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
К средствам математического обеспечения относятся:
· средства моделирования процессов управления;
· типовые задачи управления;
· методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.
В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.
К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.
Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.
Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.
3.5. Характеристика организационного обеспечения
Организационное обеспечение — совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.
Организационное обеспечение реализует следующие функции:
· анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;
· подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;
· разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.
Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на 1-м этапе построения баз данных, с целями которого вы познакомились при рассмотрении информационного обеспечения.
3.6. Характеристика правового обеспечения
Правовое обеспечение — совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.
В состав правового обеспечения входят законы и постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.
Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.
Правовое обеспечение этапов функционирования информационной системы включает:
— статус информационной системы;
— права, обязанности и ответственность персонала;
— правовые положения отдельных видов процесса управления;
— порядок создания и использования информации и др.