Основные свойства информации

Исаев И.В.

 

Информационные системы и технологии

Конспект лекций

 

 

 

1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ... 4

1.1. Понятие информации.. 4

1.1.1. Данные. 4

1.1.2. Информация. 5

1.1.3. Знание. 6

1.1.4. Цикл обработки информации. 7

1.2. Понятие информационной системы.. 8

1.3. История развития информационных систем.. 12

1.3.1. Этап, предшествующий применению компьютерных технологий.. 12

1.3.2. Этап в развитии ИС, связанный с применением компьютерных технологий.. 13

1.4. Классификации информационных систем.. 16

1.4.1. По основным сферам применения. 16

1.4.2. По признаку структурированности решаемых задач. 19

1.4.3. По функциональному признаку. 20

1.4.4. По уровням управления и квалификации персонала. 21

1.4.5. По сфере применения. 26

1.4.6. По характеру использования информации.. 26

1.5. Информационные системы в фирме. 27

2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.. 29

2.1. Понятие информационной технологии.. 29

2.1.1. Определение информационной технологии.. 29

2.1.2. Инструментарий информационной технологии.. 30

2.1.3. Соотношение понятий информационная технология и информационная система 30

2.1.4. Системный взгляд на информационную технологию.. 31

2.2. Этапы развития информационных технологий.. 33

2.3. Варианты внедрения информационных технологий в фирме. 35

2.4. Классификация информационных технологий.. 36

2.5. Концепция баз данных как основа информационного моделирования. 37

2.5.1. Основные положения, определяющие концепцию БД.. 37

2.5.2. Основные положения информационного моделирования. 38

2.5.3. Реляционная модель данных. 39

2.6. Информационная технология обработки данных. 41

2.7. Информационная технология управления. 44

2.8. Автоматизация офиса. 45

2.9. Информационные технологии поддержки принятия решений.. 49

2.10. OLAP.. 61

2.10.1. OLTP и OLAP.. 61

2.10.2. Технологии OLAP.. 63

2.10.3. Основы OLAP.. 64

2.11. Хранилища данных. 68

2.11.1. Общее описание технологии хранилищ данных. 68

2.12. Data Mining. 73

2.12.1. Что такое Data Mining. 73

2.12.2. Понятие Data Mining. 74

2.12.3. Исходные данные для Data Mining. 75

2.12.4. Типы закономерностей, выявляемых методами Data Mining. 75

2.12.5. Методы исследования данных в Data Mining. 76

2.12.6. Ведущие производители средств Data Mining. 77

2.12.7. Бизнес-интеллект (Business Intelligence) 77

2.13. Информационная технология экспертных систем.. 78

2.13.1. Характеристика и назначение. Определения. 78

2.13.2. Основные компоненты ЭС.. 79

2.13.3. Основные характеристики ЭС.. 81

2.13.4. Примеры ЭС.. 81

2.14. Технологии управления знаниями.. 82

2.14.1. Двойственность понятия «управление знаниями». 82

2.14.2. Системы управления знаниями.. 83

2.14.3. Модели представления знаний.. 87

3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ.. 94

3.1. История развития. 94

3.2. Основные принципы и философия MRP.. 95

3.3. MRPII 101

3.4. ERP.. 103

3.4.1. Определение ERP.. 104

3.4.2. Отличия ERP от MRPII 104

3.4.3. Характеристические черты ERP-систем.. 107

3.4.4. ERP-системы как комплексные системы управления предприятием.. 110

3.4.5. Выгоды от использования ERP.. 111

3.4.6. Основные ограничения ERP-систем: 112

3.4.7. От ERP к ERPII 112

1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

 

1.1. Понятие информации

Очевидно, что понятие «информация» тесно связано с такими общеизвестными понятиями, как «знание», «данные». Между этими понятиями нет четких границ. Можно даже утверждать о наличии некоего взаимного проникновения.

Прежде чем говорить об информационных системах и технологиях и об их применении в экономике и управлении, полезно разобраться, что же такое информация, и чем понятие информации отличается от таких понятий как данные, знания, понимание, мудрость.

Один из классиков исследования операций, Рассел Аккоф, предложил следующую иерархию понятий:

 

Данные – информация – знания – понимание – мудрость

 

Данные по Р. Аккофу - это некоторые неупорядоченные символы, рассматриваемые безотносительно к какому-либо контексту.

Информация - это выделенная и упорядоченная часть базы данных, обработанная для использования, то есть отвечающая на вопросы: «Кто?, Что?, Где?, Когда?»

Знание — это выявленные тенденции или существенные связи между фактами и явлениями, представленные в информации.

Понимание - это осознание закономерностей, содержащихся в раз­розненных знаниях, позволяющее ответить на вопрос: «Почему?»

Мудрость - взвешенное, оцененное понимание закономерностей с точки зрения прошлого и будущего.

Продвижение по уровням иерархии понятий от «данных» к «мудрости» не есть механическое суммирование данных, информации, знаний.

Каждое из приведенных понятий является основой для последующего, материалом для получения элементов нового более высокого качества знаний. При этом, как считает Р. Аккоф, первые четыре понятия имеют дело с прошлым или с тем, что уже известно, а «мудрость» касается будущего.

Остановимся подробнее на таких базисных и широко используемых понятиях, как «данные», «информация», «знания».

 

Данные

Данные - это набор объективных фактов об объектах, событиях, явлениях, процессах, это все то, что регистрируется, описывается и воспринимается человеком. Данные могут быть цифровыми (факты, результаты измерений), графическими, аудио, видео и т.п. Они могут описываться на различных языках (символьном, математическом, графическом и т.п.).

Качественными мерами для данных являются своевременность, соответствие и точность. Организации иногда накапливают данные, потому что они основаны на фактах и поэтому создают иллюзию научной точности. Существует мнение, что если собрать достаточно много данных, то объективное точное решение будет автоматически предлагать себя само. Это мнение ошибочно по двум причинам. Во-первых, слишком много данных может затруднить определение и понимание подходящего. Во-вторых, и что наиболее важно, не существует врожденного смысла в данных. Данные описывают объекты, явления, факты и процессы лишь частично. Они не предоставляют оценок или интерпретаций и поэтому не всегда являются приемлемой основой для деятельности. Хотя материал для принятия решений может включать и данные, они не скажут вам, что делать. Данные ничего не говорят об их важности и соответствии. Но данные важны для организации в основном потому, что они являются исходным материалом для создания информации.

 

Информация

Термин информация происходит от латинского informatio, что означает разъяснение, осведомление, изложение.

Часто встречаются упоминания о том, что «информация передается по компьютерным сетям», «информация обрабатывается компьютерами», «информация хранится в базах данных». Во всех этих случаях происходит подмена понятий. Дело в том, что по компьютерным сетям передаются только данные, компьютеры обрабатывают только данные, а в базах данных хранятся тоже только данные. Станут ли эти данные информацией и если да, то какой, зависит не только от данных, а и от многочисленных аппаратных, программных и естественных методов.

Продолжая приведённую ранее иерархию Р. Аккофа, можно дать следующее определение информации:

Информация — это данные в определенном контексте (необходимые пользователю, полезные для решения).

Или информация – это «данные, наделенные значимостью и целями».

Не лишено оснований определение, что информация - это данные плюс метаданные, содержащие их описание (данные о данных). Продолжая эту логическую цепь рассуждений, знания можно определить как информацию плюс метаинформацию (информация об информации).

Существуют и другие определения информации, которые в различной степени дополняют друг друга.

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

В российском законодательстве дано следующее определение «Под информацией понимаются сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления» (Федеральный Закон № 24-ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации» от 25.01.95 г. «Российская газета» №39 от 22.02.95 г.).

Информация – новые знания, полученные в результате интерпретации данных [энциклопедия баз данных Когаловского].

Информация – данные, которые помещены в значащий и полезный контекст и представлены получателю для реализации процесса принятия решения. Информация предполагает взаимодействие и получение сведений или знаний. Она информирует и уведомляет, удивляет и стимулирует, уменьшает неуверенность, показывает дополнительные альтернативы, помогает устранить несоответствие или недостаточность знаний, а также влияет на персонал и стимулирует их к действию.

В дискуссиях по проблемам интеллектуальных ресурсов обсуждаются различные точки зрения на эти широко используемые понятия. Теория информации определяет информацию как меру неопределенности, устраняемую сообщением. В информационных технологиях под информацией понимаются данные, которые могут быть зафиксированы приборами или людьми, обработанные и представленные в той или иной форме. В коммуникационном маркетинге информацию определяют как содержание сообщения. То есть сфера применения понятия налагает некоторый существенный отпечаток на определение понятия информация.

Как уже отмечалось, в отличие от данных, информация имеет смысл и цель. Информация передается по организации посредством жестких (формальных) и мягких (неформальных) сетей. К первым относятся электронные письма и документы, традиционные письма и документы, посылки и пакеты сети Интернет. Мягкая сеть менее видима и устойчива. Она возникает от случая к случаю во время встреч, дискуссий и т.п. К количественным мерам информации можно, кроме объема, отнести связность и число обменов. К качественным мерам - информативность и полезность.

Данные преобразуются в информацию различными способами. Рассмотрим некоторые из них:

- контекстуализация: известно, для какой цели данные были собраны;

- категоризация: известны единицы анализа или ключевые компоненты данных;

- вычисляемость: данные могут быть проанализированы математически или статистически;

- корректировка: ошибки убраны из данных;

- сжатие: данные могут быть обобщены в более сжатую форму.

Отметим, что компьютеры могут помочь добавить полезность и трансформировать данные в информацию, но пока они редко могут помочь с контекстом, и люди должны участвовать в категоризации, обработке и сжатии.

В общефилософском плане информация представляет собой некую субъективную реальность. В объективном мире существуют разнообразные свойства и отношения между субстанцией и энергией. Часть их воспринимается нашими органами чувств и созданными нами приборами, распознается и субъективно воспринимается как информация. Информация является, таким образом, семантической трансформацией изображения (модели) объективной реальности. Информация реально существует только в представлении субъекта.

Информация, существующая в глубине сознания, именуется памятью. Память - информационная система, непрерывно занятая приемом, видоизменением, хранением, извлечением информации и возвращением ее в область сознания. Сознание есть субъективный образ объективного мира, то есть сознание - субъективная реальность.

Основные свойства информации

Основ­ными свойствами информации являются достоверность, полнота, актуаль­ность.

Достоверность информации. Под достоверностью информации понимается ее соответствие объективной реальности (как текущей, так и прошедшей) окру­жающего мира.

Полнота информации. Под полнотой информации понимается ее достаточ­ность для принятия решения.

Актуальность информации. Актуальность - это степень соответствия инфор­мации текущему моменту времени.

Нередко с актуальностью, как и с полнотой, свя­зывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные про­цессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая инфор­мация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных и механизмы электронной подписи. Лица, не владеющие ключом (методом) для чте­ния данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм метода обычно доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.

К важным свойствам информации также относятся адекватность и дос­тупность.

Под адекватностью понимают степень соответствия информации, по­лученной потребителем, тому, что автор вложил в ее содержание.

Доступность информации - это мера возможности получить ту или иную ин­формацию. На степень доступности информации влияют одновременно как дос­тупность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. От­сутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной.

 

Знание

В Большой Советской Энциклопедии приводится следующее определение:

«Знание — это проверенный практикой результат познания действительности и верное ее отражение в сознании человека».

Другого определения — «Знание — это обоснованное истинное мнение» - придерживаются многие философы, особенно эмпирики, кто полагает, что знание может быть проверено фактами.

«Знание - это информация в контексте». То есть именно контекст делает информацию знанием, если она (информация) согласуется и полезна в ситуационном контексте.

Ниже приводится несколько других определений. Они исходят прежде всего из того очевидного факта, что знания проистекают из информации, так же как информация выводится из данных.

«Знание — это способность превращать информацию и данные в эффективные действия».

«Знание – это умение сотрудников компании решать стоящие перед ними проблемы».

Проблемы могут иметь отношение к разным направлениям и аспектам деятельности компании, таким, как: плановая, производственная, технологическая, финансовая, маркетинговая, юридическая и т.д. Знания накапливаются в компании по мере приобретения ее сотрудниками опыта, выполнения научно-исследовательских работ, обучения и повышения квалификации персонала, разработки стандартов и руководящих материалов компании.

«Знание — это совокупность информации, понимания, осведомленности, полученных в результате опыта» [Oxford Advanced Learners Dictionary, 1982].

Сходное определение дается в словаре [The American Heritage Dictionary of the English Language, 1992]: «Знание — это осведомленность, компетентность или понимание, достигнутое в результате опыта или обучения». И далее «Знание — это сумма или набор того, что воспринято, обнаружено или выучено».

В приведенных определениях доминирует образовательный компонент в формировании знания.

Большинство исследователей проблемы интеллектуальных ресурсов отмечают, что знания неотделимы от человека. Знания могут осознаваться владельцем (то есть человек может пояснить логику своих умозаключений и принимаемых решений), а могут и не осознаваться (то есть человек действует рационально, эффективно, но пояснить, почему он так действует, не в состоянии). Таким образом, знание - это смесь осознанного и неосознанного в решениях, действиях и поведении человека. Отчасти это происходит еще и потому, что до сих пор остается неизвестным, как знания хранятся в нейронных структурах головного мозга и как они используются человеком. Наблюдаем не процесс мышления, а его результат, который может фиксироваться и измеряться.

«Знание — это наличие в мозге человека определенных моделей действительности. Увеличение знания, то есть возникновение новых моделей действительности в мозге — это процесс познания» [Турчин В.Ф., 2000].

 

 

1.1.4. Цикл обработки информации.

Приведённые определения иллюстрируют взаимопроникновение понятий, о котором говорилось выше.

Схема, которая представляет понимание информации, показана на рисунке 1.1. Заметим, что данные, которые обрабатываются, должны быть введены и сохранены. Другая особенность - цикличность информации. Данные преобразуются с помощью модели обработки информации; получатель воспринимает информацию (которая при этом преобразуется в знание) и затем принимает решение или выполняет действия; результат создает другие действия или события, которые в свою очередь создают множество распределенных данных, которые, в свою очередь, воспринимаются как входные данные системы; таким образом цикл обработки данных возобновляется вновь и вновь.

 

Рисунок 1.1. Цикл обработки информации

 

Одной из важнейших разновидностей информации является информация экономическая. Ее отличительная черта - связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг. Значительная часть ее связана с общественным производством и может быть названа производственной информацией.

Экономическая информация - совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

 

1.2. Понятие информационной системы

В прошлом информация считалась сферой бюрократической работы и ограниченным инструментом для принятия решений. Сегодня информацию рассматривают как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы и технологии как средство повышения производительности и эффективности работы организации.

Наиболее широко информационные системы и технологии используются в производственной, управленческой и финансовой деятельности, хотя начались подвижки в сознании людей, занятых и в других сферах, относительно необходимости их внедрения и активного применения. Это определило угол зрения, под которым будут рассмотрены основные области их применения. Главное внимание уделяется рассмотрению информационных систем и технологий с позиций использования их возможностей для повышения эффективности труда работников информационной сферы производства и поддержки принятия решений в организациях (фирмах).

 

Система – совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как единое целое.

Система – любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

В качестве примера приведем несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей.

Таблица 1.1. Примеры различных систем

Система	Элементы системы	Главная цель системы
Фирма	Люди, оборудование, материалы, здания и др.	Производство товаров и услуг
Компьютер	Электронные и электромеханические элементы, линии связи и др.	Обработка данных
Телекоммуникационная система	Компьютеры, модемы, кабели, сетевое программное обеспечение и др.	Передача информации
Информационная система	Компьютеры, компьютерные сети, люди, информационное и программное обеспечение	Производство профессиональной информации

 

Добавление к понятию "система" слова "информационная" отражает цель ее создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

Приведём несколько определений информационной системы.

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Информационная система (автоматизированная) – комплекс вычислительного и коммуникационного оборудования, программного обеспечения, лингвистических средств и информационных ресурсов, который обеспечивает их сбор, хранение, актуализацию, распространение и обработку в целях поддержки какого-либо вида деятельности. Автоматизированная ИС может функционировать самостоятельно или входить в качестве компонента в более сложную систему, такую, например, как система поддержки принятия решений, САПР или система управления производством.

Информационная система - совокупность методов и средств, обеспечивающих представление некоторой предметной области в виде информационной модели (ИМПО), и представление пользователям необходимой информации об объектах предметной области.

В общем случае ИС можно представить следующим образом.

Рис. 1.2. Обобщенная функциональная схема ИС

 

Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

Работу информационной системы поддерживают следующие процессы:

· ввод информации из внешних или внутренних источников;

· обработка входной информации и представление ее в удобном виде;

· вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;

· обратная связь - это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

 

Информационная система определяется следующими свойствами:

· любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем;

· информационная система является динамичной и развивающейся;

· при построении информационной системы необходимо использовать системный подход;

· выходной продукцией информационной системы является информация, на основе которой принимаются решения;

· информационную систему следует воспринимать как человеко-компьютерную систему обработки информации.

В настоящее время сложилось мнение об информационной системе как о системе, реализованной с помощью компьютерной техники. Хотя в общем случае информационную систему можно понимать и в некомпьютерном варианте.

Чтобы разобраться в работе информационной системы, необходимо понять суть проблем, которые она решает, а также организационные процессы, в которые она включена. Так, например, при определении возможности компьютерной информационной системы для поддержки принятия решений следует учитывать:

· структурированность решаемых управленческих задач;

· уровень иерархии управления фирмой, на котором решение должно быть принято;

· принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере бизнеса;

· вид используемой информационной технологии.

Очень важной особенностью информационных систем является то, что технология работы в компьютерной информационной системе доступна для понимания специалистом некомпьютерной области и может быть успешно использована для контроля процессов профессиональной деятельности и управления ими.

Основные сферы применения ИС:

· образование (получение новых знаний о предметных областях);

· экономика (использование информации о состоянии объектов и процессов в предметной области с целью управления ее функционированием).

Принципиальное отличие ИС для этих сфер применения заключается в следующем:

· для целей получения новых знаний используется в основном содержательная, смысловая информация, представленная в виде текстов, рисунков, аудио- и видео-объектов. Типичными объектами предметной области документальных ИС являются книги, статьи, отчеты, пояснительные записки и т.п., чаще всего текстовая информация;

· в сфере экономики используются в основном некоторые фактические данные, отражающие определенные свойства, характеристики, параметры, атрибуты, описывающие состояние объектов предметной области. Типичное внешнее представление – так называемые объектно-характеристические таблицы, в которых строки соответствуют объектам описания, а столбцы – характеристикам объектов.

В соответствии с отмеченными характеристиками объектов представления информации ИС классифицируют на документальные и фактографические.

 

Внедрение информационных систем может способствовать:

· получению более рациональных вариантов решения управленческих задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.;

· освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;

· обеспечению достоверности информации;

· замене бумажных носителей данных на магнитные диски или ленты, что приводит к более рациональной организации переработки информации на компьютере и снижению объемов документов на бумаге;

· совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота в фирме;

· уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;

· предоставлению потребителям уникальных услуг;

· отысканию новых рыночных ниш;

· привязке к фирме покупателей и поставщиков за счет предоставления им разных скидок и услуг.