ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Специфика исследований в области компьютерных информационных систем. Теория компьютерных информационных систем (КИС) - специфичная поддисциплина информатики.
В отличие от многих направлений - теории программирования, теории реляционных баз данных, исследований в области искусственного интеллекта - в ней не существует каких-либо основополагающих теоретических исследований.
Выделение исследований КИС в отдельное направление не означает, что их можно рассматривать как сложившуюся научную дисциплину. Скорее, именно потребность в теоретическом обосновании применяемых методик вызвала появление теории компьютерных информационных систем [1].
Теория КИС является инженерной дисциплиной, объединяющей в себе результаты, полученные в различных научных направлениях. Их пересечение неизбежно вызывает пyтaницу в терминологии. Так, в большинстве публикаций КИС ошибочно называются информационными системами.
КИС определяется как «совокупность аппаратно-программных средств и алгоритмических процедур, предназначенных для сбора, ввода, хранения, моделирования и образного представления информации» [2]. Термин «информационная система» является более общим понятием, его значение в различных дисциплинах определяется их спецификой.
Согласно наиболее общему определению, информационная система - это «система людей, исходных данных и действий, обpaбатывающих информацию, включающая ручные и автоматизированные процессы». Для гуманитарных дисциплин хаpaктерен интерес к социальной составляющей информационной системы. В инженерных дисциплинах основное внимание уделяется техническим аспектам и методологиям создания информационных систем. Для системного анализа, математического моделирования и ряда других дисциплин информационная система интересна как реализация информационной модели реальных процессов [3].
Существуют две составляющие, определяющие популярность КИС. Во-первых, потребность в КИС вызвана возрастающей сложностью как самих систем, так и необходимостью управления ими в динамике. Во-вторых, немаловажную роль играют маркетинговые соображения - автоматизация деятельности предприятия является косвенным показателем его статуса.
Большинство исследовательских работ, связанных с КИС, носят исключительно прикладной, утилитарный хаpaктер. В них изучаются процессы разработки систем и методики управления этими процессами. Экономическая составляющая является важной частью прикладных исследований - без применения эффективных методик невозможна разработка окупаемых, сложных и современных компьютерных информационных систем.
Направления исследований. До недавнего времени основным предметом исследований являлись проблемы создания, управления и внедрения КИС. Акцент исследований постепенно смещается к изучению проблем интеграции информационных систем и теоретических основ разработки КИС.
В качестве примера можно привести методологии, применяемые в программной инженерии - дисциплины, специализирующейся на разработке программного обеспечения. В традиционных «тяжеловесных» методологиях, таких как RUP и MSF, формальное описание системы и техническая документация являются важнейшей составляющей проекта. В набирающих популярность «гибких» (Agile) методологиях внимание уделяется повышению качества программного кода, его тестированию и методикам программирования [4].
Отдельно стоит рассмотреть методологию доменно-ориентированного проектирования (Domain-Driven Design или DDD). Методология DDD является попыткой переноса методик моделирования в программную инженерию. В отличие от других дисциплин, анализ предметной области и полученные на его основе модели становятся центральными составляющими системы. Фактически готовое программное обеспечение, построенное по принципам DDD, являются действующей моделью предметной области [4].
Идеология DDD основана на предположении, что существенные изменения в предметной области происходят значительно реже, чем изменения требований к программному обеспечению. Таким образом, архитектура системы, основанная на модели предметной области, будет более стабильной. В идеальном случае качество системы будет определяться корректностью модели прикладной области и полнотой реализации этой модели.
Применение DDD позволяет сгладить разрыв между технологиями, применяемыми для хранения данных и для реализации логики предметной области.
Данные и алгоритмы. Как правило, КИС реализуются с применением объектно-ориенти-
рованного программирования (ООП). Распространённость ООП объясняется наличием готовых компонент, относительной лёгкостью реализации алгоритмов и абстpaкций. Это упрощает реализацию требований, определённых в спецификациях системы и позволяет снизить влияние инженерных проблем на проектирование системы.
ООП неэффективно при обработке больших массивов однородных данных. Императивность языков ООП усложняет реализацию однотипных задач, таких как описание структуры данных, передачу данных, контроль доступа, обеспечение корректности данных и отказоустойчивости.
Решение этих и множества других задач берёт на себя важнейшая составляющая КИС - система управления базами данных (СУБД). В подавляющем большинстве КИС применяются реляционные СУБД (РСУБД), разработанные на основе реляционной модели данных. На сегодняшний день ни одна РСУБД не может претендовать на звание полноценно реляционной - в них допускаются отклонения, нарушающие целостности реляционной модели [5].
Традиционно сложилось разделение: РСУБД применяются для хранения и обработки данных; ООП - для реализации логики предметной области и пользовательского интерфейса. Существует тенденция к снижению значимости РСУБД. Нередко предполагается использовать СУБД в роли «хранилища данных». В этом случае часть функций СУБД берёт на себя сервер приложений, ранее отвечавший лишь за бизнес логику, которую невозможно либо тяжело реализовать средствами СУБД. С одной стороны это упрощает разработку и снижает требования к разработчикам системы, с другой - такое решение порождает множество проблем и ограничивает возможности развития системы.
Проблемы развития КИС и пути их решения. Проблемы, возникающие в течение жизненного цикла КИС можно отнести к двум категориям - проблемы, связанные с интеграцией новых частей системы, и проблемы, связанные с необходимостью реализации новых требований.
Эти проблемы решаются безболезненно, если КИС была спроектирована с учётом возможных изменений, и эти изменения не затрагивают архитектуру системы. К сожалению, в большинстве методологий проектирования спецификации системы формируются на основе требований заказчика и анализа автоматизируемой деятельности. В этом случае решения об архитектуре системы и её функционал будут зависеть от неполной, динамически изменяющейся информации.
Альтернативный подход заключается в построении модели предметной области и реализации системы в строгом соответствии с этой моделью. Формализация предметной области позволяет декларативно описать ограничения и обеспечить корректность данных. Функционал системы реализуется на основе данной модели и является лишь одним из возможных её представлений.
Впервые данные идеи были сформированы в стандарте ANSI-SPARC, определяющем архитектуру СУБД и выделяющем физический, концептуальный и прикладной уровни системы. Эдгар Кодд, основатель теории реляционных баз данных, включил похожие требования в список из 12 правил, определяющих возможности реляционных СУБД [6]. В методологи программной инженерии DDD применяются схожий подход.
Основным преимуществом проектирования на основе модели предметной области является логическая обоснованность критериев, на основе которых принимаются решения о функционале и архитектуре системы. Для иллюстрации пpaктической реализации вышеизложенных решений авторами подготовлена и внедрена платформа разработки и интеграции информационных систем UniversIS. Она предоставляет собой базовый набор сервисов необходимых при реализации пpaктически любой КИС. В набор входят сервисы развёртывания, контроля доступа, хранения настроек, журнала сообщений и др.
Основной особенностью системы является её модульность на уровне клиентской и серверной частей. Пpaктическое применение показало значительное сокращение сроков и упрощение разработки новых модулей системы UniversIS.
В результате эксперимента получены эмпирические методики, которые могут быть положены в основу новой методологии разработки компьютерных информационных систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Informational Systems - Wikipedia [http://en.wikipedia.org/wiki/Information_systems] Цитировано: 6 июня 2008 г.
- Красов А.В., Душин С.Е. Теория информационных процессов и систем. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2006.
- Beynon-Davies P. (2002). Information Systems: an introduction to informatics in Organisations. Palgrave, Basingstoke, UK. ISBN: 0-333-96390-3
- Eric Evans (2003) Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of Software. Addison-Wesley. ISBN: 0-321-12521-5
- Сергeй Кузнецов. Крупные проблемы и текущие задачи исследований в области баз данных [PDF Document] Москва: Институт системного программирования РАН, 2005.
- Codd, Edgar Frank: "Is Your DBMS Really Relational?", ComputerWorld, 14. October 1985 [http://www.cse.ohio-state.edu/~sgomori/570/ coddsrules.html] Цитировано: 2 июня 2008 г.
Статья в формате PDF
261 KB...
23 03 2026 9:39:16
Статья в формате PDF
90 KB...
22 03 2026 18:11:29
Статья в формате PDF
129 KB...
21 03 2026 21:24:29
Статья в формате PDF
300 KB...
20 03 2026 12:55:39
Исследована активность трaнcфераз в митохондриях различных органов трех линий свиней породы СМ-1 новосибирской селекции. Определена активность аспартат-аминотрaнcферазы, аланин-аминотрaнcферазы в митохондриях, супернатанте скелетных мышц, сердца и печени животных. В результате эксперимента установлено, что по активности трaнcфераз в митохондриях лучшими являются свиньи линий Светлого и Совета.
...
19 03 2026 23:10:37
Разработан новый морфометрический показатель площади контакта эпителия и стромы. Показатель использовался автором при многолетних исследованиях морфофункционального состояния щитовидной железы у женщин и в эксперименте.
...
17 03 2026 0:48:31
Статья в формате PDF
704 KB...
16 03 2026 18:37:14
Сравнительным исследованием костного мозга больных, перенесших
острую и хроническую кровопотери, установлено, что после острой кровопотери общее количество миелокариоцитов, количества эритрокариоцитов и гранулоцитов были существенно меньше аналогичных показателей морфологического состава костного мозга после хронической кровопотери. Уменьшение содержания гранулоцитарных миелокариоцитов после острой кровопотери было обусловлено резким снижением количества их созревающих форм, чего не наблюдалось после хронической кровопотери. При этом содержание в костном мозге зрелых форм гранулоцитов было одинаковым после обоих видов кровопотери. Уменьшение содержания в костном мозге после острой кровопотери созревающих форм гранулоцитов сопровождалось значительным уменьшением индекса созревания нейтрофилов, что свидетельствует об ускорении их созревания и выброса в кровеносное русло. Для хронической кровопотери была хаpaктерна эритроидная гиперплазия костного мозга.
...
15 03 2026 19:51:18
Исследования мозговых механизмов пограничных нейрофизиологических расстройств находятся еще в начальной стадии. Следовательно, весьма продуктивно проведение исследование этой проблемы с применением математических методов в определении ценности диагностических тестов, выбора и оценки способов восстановления функций мозговых структур.
...
14 03 2026 5:22:56
Статья в формате PDF
132 KB...
13 03 2026 4:56:58
Статья в формате PDF
113 KB...
12 03 2026 8:20:40
В статье дано определение техническому состоянию техники, представлены виды технических состояний и процессы изменения технического состояния при эксплуатации. Бытовая техника при эксплуатации может принимать исправное и неисправное состояние, а также работоспособное и неработоспособное состояние. Показана взаимосвязь видов технических состояний в виде графа переходов технических состояний, позволяющий проводить технологию восстановления работоспособности техники. Определен порядок восстановления бытовой техники и сформулирован критерий отказа техники. Рассмотрены признаки восстановления бытовой техники по отношению к восстанавливаемой и невосстанавливаемой техники. Показано, что к невосстанавливаемой технике относится техника, нахоящаяся в предельном состоянии или в результате ресурсного отказа. Рассмотрены признаки предельного состояния для восстанавливаемой и невосстанавливаемой техники.
...
11 03 2026 7:59:49
Статья в формате PDF
145 KB...
10 03 2026 9:19:59
Статья в формате PDF
325 KB...
09 03 2026 4:35:26
Статья в формате PDF
135 KB...
08 03 2026 13:33:57
Основным механизмом теплообмена для капиллярно-пористых физических систем (типа легкого бетона) является контактная теплопроводность, которая осуществляется благодаря связанным между собой процессам: переходом тепла от частицы к частице через непосредственные контакты между ними и переходом тепла через разделяющую промежуточную среду. С термодинамической точки зрения теплообмен в легких бетонах представляет собой теплоперенос (поток тепла Q), а точнее перенос энтропии (S), под действием градиента температуры (Т), осуществляемый, в соответствии со вторым законом термодинамики, от мест с более высокой к местам с меньшей температурой. Термодинамическая идентичность коэффициента теплопроводности () и S позволила, на базе второго закона термодинамики, вывести общее уравнение для прогноза теплопроводности легкого бетона в условиях его эксплуатации. Установлено, что релаксация теплопроводности (τ) пропорциональна затуханию объемных деформаций бетона (Θ), вызванных температурным градиентом и уровнем напряжения (η). Экспериментальные исследования теплопроводности легкого бетона подтвердили затухающий хаpaктер изменения Δλ как функции времени (t) и деформативности.
...
07 03 2026 1:33:52
Статья в формате PDF
113 KB...
06 03 2026 19:56:59
Статья в формате PDF
104 KB...
05 03 2026 8:35:29
Статья в формате PDF
322 KB...
04 03 2026 18:56:35
Статья в формате PDF
100 KB...
03 03 2026 13:44:59
Статья в формате PDF
102 KB...
01 03 2026 23:26:34
Статья в формате PDF
106 KB...
27 02 2026 2:54:39
Любая научная дисциплина строится на основных понятиях, которые, являясь фундаментальными, имеют философский исток. В биологических науках среди прочих таковыми являются понятия «системы» и «целого». В настоящее время возникла необходимость по-новому взглянуть на их роль в решении вопроса о функционировании живого организма, на их взаимоотношения и структурно-функциональное наполнение. Первый шаг в таком рассмотрении сделан авторами настоящей статьи, в которой определено место этих понятий в описании функций живого, как в теоретическом, так и в пpaктическом плане.
...
26 02 2026 4:26:41
Статья в формате PDF
120 KB...
25 02 2026 5:57:41
Статья в формате PDF
102 KB...
24 02 2026 10:41:20
К концу ХХ века накопилось огромное количество фактов и доказательств научной несостоятельности постулатов теории относительности (ТО), положенных в основу физических представлений о структуре микро- и макромира. ТО оторвала науку от изучения природных взаимосвязей, подменив их уравнениями с некими значками без чёткого понимания их сущности: масса, заряд, магнетизм и т.д. Игнорирование законов Природы привело человечество к цивилизационному кризису – нарушено равновесие биосферы. Причина глобальных изменений состоит в том, что антропогенное производство энергии в десятки раз превышает допустимый по законам межсистемного обмена порог. Продолжение технократического развития – тупик, катастрофа. Необходимо новое естествопонимание на основе аксиомы: «Мир построен системно». Структура материального мира определяется взаимодействием непрерывной не материальной вихреобразной среды и дискретных образований материи – элементарных частиц, из которых закономерно и системно построено всё от атомов до звёзд и галактик.
...
23 02 2026 2:33:20
Статья в формате PDF
100 KB...
22 02 2026 6:25:50
Статья в формате PDF
135 KB...
21 02 2026 20:24:53
Статья в формате PDF
140 KB...
19 02 2026 16:56:42
Статья в формате PDF
293 KB...
18 02 2026 6:37:11
Статья в формате PDF
133 KB...
17 02 2026 9:36:58
При анализе количества видов гельминтов (возбудителей зоонозов) у человека в 1999–2012 гг. увеличилось с 7 до 10 видов (на 30 %), в том числе цестод с 3 до 5 видов (на 40 %) и нематод с 4 до 5 видов (на 20 %). У человека и собак прослеживается биологический прогресс возбудителей зоонозов. Количества видов гельминтов у собак увеличилось с 5 до 8 видов (на 37,5 %), в т.ч. цестод с 2 до 3 видов (на 33,3 %) и нематод с 3 до 5 видов (на 40 %). В составе гельминтофауны общих для человека и животных доминировали классы Nematoda (6 видов) и Cestoda (5 видов) над классом Trematoda (3 вида).
...
16 02 2026 2:51:33
Статья в формате PDF
100 KB...
15 02 2026 14:40:53
Статья в формате PDF
127 KB...
14 02 2026 1:49:57
Статья в формате PDF
100 KB...
13 02 2026 1:17:50
Статья в формате PDF
321 KB...
12 02 2026 13:22:57
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
