Основы построения автоматизированных информационных систем

-¬¡ ©¡¡
«¬ª°¡--¤ª©œ§¸©ª¡
ª¬œ£ªžœ©¤¡
-ÁÌÄÛ
ÊÍÉʾ¼É¼
¾

¿ÊÀÏ
В.А. Гвоздева, И.Ю. Лаврентьева
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
ИНФОРМАЦИОННЫХ 
СИСТЕМ
УЧЕБНИК
Допущено Министерством образования и науки
Российской Федерации в качестве учебника
для студентов образовательных учреждений
среднего профессионального образования
Москва 
ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М
2022

УДК  004(075.32)
ББК  32.973.202я723
 
Г25
Р е ц е н з е н т ы:
кандидат педагогических наук, преподаватель Математического 
колледжа г. Москвы В.П. Агальцов;
кандидат технических наук, доцент Московского института радиотехники, электроники и автоматики (ТУ) Т.Л. Мартынова
Гвоздева В.А.
Г25 
 
Основы построения автоматизированных информационных систем : учебник / В.А. Гвоздева, И.Ю. Лаврентьева. — Москва : ИД 
« 
ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2022. — 318 с. — (Среднее профессиональное 
образование).
ISBN 978-5-8199-0705-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-013260-0 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-105987-6 (ИНФРА-М, online)
Цель книги — изложить основы построения автоматизированных информационных систем (АИС), в том числе их общие характеристики, типовые средства и особенности функционирования.
Рассматриваются основные понятия и определения АИС; их состав 
и структура; методы, стадии и этапы создания. Изучаются типовые средства АИС, включая обеспечение: информационное, математическое, 
программное, техническое, правовое, организационное, методическое, 
эргономическое и функциональное. Приводится материал о типах АИС, 
их эффективности, о проведении стандартизации и сертификации АИС. 
Особое внимание уделено тенденциям развития автоматизированных информационных систем.
Даются рекомендации и примеры, которые помогут студентам при выполнении лабораторных работ и самостоятельном решении задач.
Для студентов колледжей, техникумов, а также может быть рекомендован студентам вузов.
УДК 004(075.32)
ББК 32.973.202я723
© Гвоздева В.А., 
Лаврентьева И.Ю., 2013
ISBN 978-5-8199-0705-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-013260-0 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-105987-6 (ИНФРА-М, online)
© ИД «ФОРУМ», 2013

ОГ
ЛАВЛЕНИЕ 
 
Введение ......................................................................................................................4 
Глава 1. Общая характеристика  автоматизированных информационных 
систем.........................................................................................................................14 
1.1. АИС: основные понятия и определения ..................................................... 14 
1.2. Информационные потоки и необходимость  их автоматизации............... 22 
1.3. Состав и структура АИС .............................................................................. 36 
1.4. Методы, стадии и этапы создания АИС...................................................... 48 
Глава 2. Типовые средства АИС..............................................................................65 
2.1. Информационное обеспечение .................................................................... 65 
2.2. Математическое обеспечение ...................................................................... 91 
2.3. Программное обеспечение......................................................................... 112 
2.4. Техническое обеспечение........................................................................... 124 
2.6. Функциональные подсистемы АИС.......................................................... 151 
2.7. Примеры функционирования АИС ........................................................... 162 
Глава 3.  Особенности функционирования  автоматизированных 
информационных систем........................................................................................172 
3.1. Типы АИС ................................................................................................... 172 
3.2. Эффективность автоматизированных  информационных систем........... 197 
3.3. Стандартизация и сертификация АИС...................................................... 216 
3.4. Тенденции развития АИС .......................................................................... 248 
Заключение..............................................................................................................263 
Список литературы .................................................................................................265 
Глоссарий ........................................................................................................... 268 
Методические указания,  пример выполнения и варианты лабораторной 
работы «Изучение работы АИС правового законодательства 
«Консультант Плюс»................................................................................. 275 
Методические указания  и пример выполнения лабораторной работы  
«Изучение работы АИС разработки бизнес-плана  Project Expert»....... 285 
 
 
 
 
 
 
 
3 

Введение 
Во все времена при решении любых задач и принятии решений 
человек стремился иметь как можно более полную и достоверную 
информацию. Постепенно человечество получало все больше информации об окружающем мире и создавало большие объемы информации во всех областях своей деятельности. По мере накопления этой информации требовались соответствующие методы и средства ее обработки для целенаправленного использования.  
Человечество прошло несколько информационных революций, связанных с изобретением письменности, книгопечатания, 
появлением электрических и электромеханических, а также электронных устройств. Каждая из этих революций была связана с 
появлением принципиально новых, более совершенных технических средств для сбора, хранения, обработки, использования и 
передачи информации. 
Эти информационные процессы осуществляются в информационных технологиях и системах. Под информационной системой (ИС) понимается организованная совокупность программнотехнических и других вспомогательных средств, технологических процессов и функционально с ними связанных групп работников, которые обеспечивают сбор, представление и накопление 
информации в определенной предметной области, поиск и выдачу сведений, необходимых для удовлетворения информационных 
потребностей пользователей. Использование компьютеров и современных средств связи в ИС позволяет говорить об автоматизированных информационных системах (АИС). 
АИС освобождают работников от рутинной работы посредством ее автоматизации, снижают объемы документов на 
бумажных носителях, совершенствуют документооборот. За 
счет использования математических методов и интеллектуальных средств АИС помогают выбирать наиболее рациональные 
варианты решения задач, в том числе задач управления. Они 
предоставляют потребителю разнообразные услуги, снижают 
затраты на них.  
 
4 

В нашей стране разработаны и реализуются Федеральные целевые программы, одна из них — «Электронная Россия». Программы направлены на создание единого информационного пространства для каждого субъекта РФ путем применения современных информационных и телекоммуникационных технологий, на 
создание информационного общества, в котором каждый гражданин будет оперативно получать достоверную информацию, уметь 
ее анализировать и принимать грамотные решения. Производство 
будет автоматизировано, роботизировано, что позволит человеку 
заниматься интеллектуальным трудом в соответствии с его личными и общественными интересами. 
Наступило время автоматизации предприятий, когда для этого нужно не просто приобрести компьютеры и создать корпоративные связи, но создать и информационную систему, включающую в себя компьютеры, сети, программное обеспечение, а главное — оптимальную организацию информационных потоков. 
Первые автоматизированные информационные системы, реализуемые на электромеханических бухгалтерских счетных машинах, появились начиная с 50-х годов прошлого столетия. В основном они предназначались для повышения скорости обработки расчетных документов (счетов и расчета зарплаты). Это приводило к 
некоторому сокращению затрат времени на подготовку бумажных 
документов. Такие системы называются системами обработки 
транзакций, т. е. определенной последовательности операций. В 
бухгалтерском учете к таким операциям относится выписка счетов, 
накладных, составление платежных ведомостей и другие. 
В 1960-е годы вычислительная техника получила дальнейшее 
развитие. Наряду с новыми аппаратными средствами появляются 
операционные системы, дисковая технология, совершенствуются 
языки программирования. Это обусловило появление новых возможностей в автоматизации различных видов деятельности, например, подготовки отчетной документации. Появляются информационные системы управленческих отчетов (СУО), предназначенные для управленцев (менеджеров), принимающих решения. 
Период 1960-х — начала 70-х годов ознаменовался разработкой 
управленческих ИС для обработки производственной информации. Эти системы предназначались для ускорения подготовки 
отчетной документации. Использовались компьютеры широкого 
назначения для выполнения множества функций. 
 
5 

В 1970-е годы информационные системы продолжают активно развиваться. Появляются микропроцессоры, интерактивные 
дисплейные устройства, дружественное по отношению к пользователю программное обеспечение, технология баз данных. Эти 
достижения создали условия для появления систем поддержки 
принятия решений (СППР), предоставляющих информацию по 
мере возникновения необходимости. СППР используют данные, 
оборудование, модели, программное обеспечение, труд специалистов с целью поддержки принятия решений управленцами на 
всех стадиях: 
x информационной, когда исследуется среда и определяются 
события и условия, требующие принятия решений; 
x проектной, когда разрабатываются и оцениваются возможные направления деятельности 
x в процессе аналитического моделирования на основе имеющегося набора технологий; 
x выбора, когда обосновывают и отбирают вариант (альтернативу), организуя слежение за его реализацией. 
С помощью автоматизированных систем поддержки принятия решений осуществляется контроль управления, выбираются 
наиболее рациональные решения. Важнейшая цель СППР — 
обеспечение технологией формирования информации, а также 
технологическая поддержка принятия решения в целом. 
С 1980-х годов в офисах начали применять различные компьютерные и телекоммуникационные технологии: текстовую обработку, настольное издательство, электронную почту. Интеграцию этих технологий в одном офисе стали называть офисной информационной системой (ОИС). ОИС начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. ОИС 
расширили область применения ИС. Создаются системы стратегического характера. Они принимают вид автоматизированных 
офисов, в которых обрабатываемая информация является стратегическим ресурсом. Актуальная и вовремя предоставленная информация помогает организации добиваться успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые 
рынки сбыта, достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по оптимальной цене и т. д. Все это обеспечивает эффективность работы организации. 
 
6 

Работы по информационной супермагистрали, в частности 
связанные с созданием электронных библиотек, развернувшиеся 
во многих странах мира в середине 1990-х годов, в значительной 
мере оживили интерес к проблемам текстового поиска. Возникли 
такие совершенно новые направления как обнаружение информации в глобальной компьютерной сети Интернет, текстовый поиск, мультиязыковой поиск. 
Отечественные разработки раннего периода. В нашей 
стране работы в области систем текстового поиска активно проводились в ряде научно-исследовательских институтов Академии 
наук и других ведомств еще на ранней стадии формирования технологий текстового поиска. Одним из лидеров в развитии этих 
работ являлся Всесоюзный институт научно-технической информации (ВИНИТИ), который до настоящего времени остается 
крупнейшим в мире центром научно-технической информации, 
обрабатывающим огромный поток информации в различных областях знаний, выпускающим многочисленные реферативные 
издания, тематические указатели и другие библиографические 
материалы. Поэтому не случайна его заинтересованность в создании и использовании эффективных современных технологий 
текстового поиска. 
В связи с проводившимися в нашей стране в 50–60-е годы 
работами по машинному переводу исследовались подходы к моделированию естественных языков, принципы создания тезаурусов и другие проблемы. Разрабатывались методы построения 
больших машинных словарей с эффективной техникой поиска, 
поддержки пользовательских интерфейсов на основе естественного языка, а также общие принципы построения информационно-поисковых систем. Результаты этих исследований нашли применение в создании систем текстового поиска на основе русского 
и ряда иностранных языков. 
Большой вклад в создание технологий и инструментария текстового поиска в нашей стране в последующие годы внес также 
Международный центр научно-технической информации (МЦНТИ, 
Москва), Институт научной информации по общественным наукам 
Академии наук (ИНИОН) и другие, ряд крупных библиотек страны, 
институты Сибирского отделения Академии наук, Институт математики Белоруссии, Институт кибернетики Украины и многие другие организации. 
 
7 

В 60-е годы был выполнен ряд новаторских исследовательских 
проектов, оказавших определяющее влияние на дальнейшее развитие технологий текстового поиска. Один из таких пионерских проектов, посвященный проблемам полнотекстового поиска на основе 
естественных языков, был выполнен в 1962–1965 г. под руководством Джерарда Сэлтона (Gerard Salton) в Гарвардском и Корнельском университетах. Идеи, положенные в основу экспериментальной системы SMART (Salton's Magical Automatic Retriever 
of Texts), стали ключевыми для многих дальнейших разработок. 
Одно из главных достоинств системы SMART состояло в том, 
что она позволяла исследовать различные автоматизированные 
методы анализа текстов и оценивать качество текстового поиска, 
сравнивать результаты обработки запросов при различных методах поиска. 
В этот же период группой Кирилла Клевердона (Cyril W. 
Cleverdon) из колледжа по аэронавтике в Крэнфильде (Англия) 
была предложена методология сравнения средств индексирования документов в системах текстового поиска, основанная на использовании специально разработанных указанной группой тестов 
для поисковой системы. Проведенные эксперименты в научной 
литературе стали называться крэнфильдскими экспериментами. 
Выполненные их авторами исследования позволили установить, в 
частности, что автоматическое индексирование не уступает по 
качеству ручному индексированию. Этот вывод имел важное 
значение для развития функциональных возможностей систем 
текстового поиска. 
Крэнфильдские эксперименты продемонстрировали также 
полезность тестовых коллекций текстовых документов и запросов для проведения сравнительной оценки систем текстового поиска. Одной из первых таких коллекций была созданная в Крэнфильде в конце 60-х годов коллекция из 1400 документов и 225 
запросов. К сожалению, первоисточники, представляющие результаты исследований по сравнению систем индексирования и 
по анализу факторов, влияющих на производительность средств 
индексирования, труднодоступны. 
Крэнфильдские тесты получили широкое признание и в течение длительного времени использовались при проведении экспериментов с системами текстового поиска. Впоследствии были созданы другие аналогичные тестовые коллекции.  
 
8 

Проводятся работы по сравнению возможностей различных 
систем текстового поиска, общему анализу состояния их разработок и определению перспективных направлений развития. Эта 
деятельность концентрируется в рамках работы авторитетной международной конференции по текстовому поиску TREC (Text 
Retrieval Conference), учрежденной в 1992 г. в США. 
В 60-х годах практически одновременно были созданы гибкий испытательный стенд для проведения экспериментов с различными методами поиска и качественная методология оценки 
их результатов, что существенным образом способствовало быстрому прогрессу в области текстового поиска. 
Теоретические достижения исследований 60-х годов стали в 
последующие два десятилетия основой многочисленных практических разработок систем текстового поиска с использованием 
различных моделей поиска и на основе различных естественных 
языков. Этот период характеризуется значительными продвижениями в развитии методов и организации систем текстового поиска. Начала формироваться индустрия коммерческого программного обеспечения для систем текстового поиска, чаще называемых в тот период, как уже отмечалось, информационнопоисковыми системами (Information Retrieval Systems — IRS). 
В настоящее время в развитых странах происходит смена уже 
четвертого поколения АИС.   
По существу, любую систему управления организацией можно представить как информационную систему с различными информационными потоками в виде документов, распоряжений, 
запросов, обращающихся внутри организации, исходящих или 
входящих из внешней среды. Кроме того, на больших предприятиях существует необходимость учета и контроля большого 
объема финансовой, производственной, кадровой, закупочносбытовой, маркетинговой информации. 
Перед нашей страной стоит задача внедрения на российских 
предприятиях интегрированных АИС, которые отвечали бы масштабу и специфике бизнеса, позволяли бы минимизировать издержки, повышая эффективность принимаемых решений.  
В качестве такой эффективной системы можно привести 
АИС управления предприятием Business Control, которая позволяет оперативно получать полную и точную информацию об операциях компании, повышая ее эффективность. Система включает 
 
9 

основных функциональных модулей (рис. В.1), предназначенных для решения всевозможных бизнес-задач. Из этих модулей 
можно составлять в зависимости от потребностей различные 
конфигурации.  
Функции модулей: 
x Информация (бизнес-индикаторы): мгновенный доступ к 
главной информации, отображение ключевых показателей бизнеса; 
x Задачи: выдача заданий и контроль их исполнения в режиме реального времени; 
x Персонал: кадровый учет и расчет заработной платы, распределение прав доступа к системе; 
x Финансы: контроль над денежными потоками, комплексирование бюджета и контроль его исполнения; 
x Аналитика: формирование различных отчетов и составление аналитических сводок: 
x Договора: автоматизированный учет всех документов, связанных с договорами: платежей, накладных, актов, заказов; 
x Складской учет: автоматизированный учет количества 
складов, штучный учет товаров и по партиям, учет местоположения товаров; 
x Торговля: управление закупками и продажами, ценовой 
анализ рынка, обеспечение всего торгового документооборота; 
x Контакты: учет клиентов и управление взаимоотношениями с ними на основе имеющейся и обновляемой базы знаний и 
органайзера; 
x Интеграция: объединение в единую ИС несколько различных программ учета и налаживание обмена данными между 
ними; 
x Архивация: создание резервных копий баз данных с возможностью восстановления утраченной информации; 
 
x Администратор: назначение прав пользователям с подробной детализацией, обеспечение гарантии высокого уровня внутренней безопасности. 
Современные АИС должны обеспечивать получение потребителем  любой  необходимой  ему  информации  в  требуемое время, 
т. е. иметь высокую производительность и надежность, обеспечивать достоверность информации. АИС должна быть эффективной, 
т. е. приносить пользу и выгоду при наименее возможных затратах  на  ее разработку и функционирование. Она должна устойчиво 
 
10