Введение: Актуальность, цели и задачи исследования
В эпоху тотальной цифровизации и трансформации бизнес-процессов основой любой автоматизированной системы (АС) является не программный код, а структурированное, достоверное и своевременно доступное информационное обеспечение (ИО). Можно создать самую совершенную архитектуру, но если данные внутри нее неорганизованны, противоречивы или не соответствуют требованиям управляемого объекта, система не сможет выполнять свои ключевые функции.
Проблема проектирования ИО в современных условиях заключается в необходимости объединения теоретических основ системного анализа (обеспечение целостности и непротиворечивости данных) с жесткими требованиями национальных стандартов (ГОСТ), которые регламентируют как сам процесс разработки, так и содержание проектной документации. Учитывая, что в России стандарты комплекса ГОСТ 34 постоянно актуализируются, для академической работы критически важно опираться на действующие нормативно-технические документы, что обеспечивает методологическую корректность проекта.
Цель настоящего исследования состоит в детальном анализе теоретических основ, методологии и стандартов разработки информационного обеспечения, а также в формировании комплексного представления о его составе и содержании применительно к проектируемой информационной системе (ИС).
Задачи исследования:
- Определить место и функциональное назначение ИО в структуре АИС согласно ГОСТ.
- Раскрыть фундаментальные принципы построения ИО (полнота, достоверность, непротиворечивость).
- Детализировать состав ИО, разграничив внемашинную и внутримашинную информационную базу.
- Проанализировать методологический инструментарий (IDEF0, ERD, нормализация) для проектирования внутримашинного ИО.
- Изучить и применить актуальные требования ГОСТ Р 59795-2021 к содержанию и оформлению документации по информационному обеспечению.
Таким образом, работа фокусируется на создании четкой, методологически корректной базы для разработки ИО, которая послужит основой для практической части курсового проекта.
Теоретические основы и принципы организации информационного обеспечения АИС
Понятийный аппарат и место ИО в структуре АС
Информационное обеспечение (ИО) выступает фундаментом, на котором строится вся автоматизированная система. Согласно ГОСТ 34.003-90, ИО автоматизированных систем (АС) определяется как «совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, применяемой в АС при ее функционировании».
Сама же Автоматизированная Информационная Система (АИС), согласно ГОСТ 34.002-89, представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, предназначенных для сбора, хранения, обработки и передачи информации. В системном анализе АИС рассматривается как сложный объект, состоящий из множества обеспечивающих и функциональных подсистем.
ИО занимает ключевое место среди обеспечивающих подсистем (наряду с техническим, программным, математическим, лингвистическим, правовым и организационным обеспечением). Его функциональное назначение включает:
- Формирование и накопление первичной информации.
- Своевременное внесение изменений в информационную базу.
- Надежное хранение, защита и архивирование данных.
- Обеспечение эффективного поиска и выдачи информации пользователям и смежным системам.
В конечном итоге, ИО должно решать главную задачу: удовлетворение информационных потребностей всех субъектов управления — как конечных пользователей, так и самой системы, обеспечивая ее непрерывную и логически корректную работу.
Фундаментальные принципы построения ИО
Проектирование информационного обеспечения — это не просто сбор данных, а их структурирование в соответствии с рядом строгих требований. Эти требования формируют принципы, обеспечивающие высокое качество и эффективность ИС в целом.
| Принцип построения ИО | Содержание и назначение | Механизм обеспечения |
|---|---|---|
| Полнота | Наличие в ИО всей информации, необходимой для выполнения системой всех предусмотренных функций и решения задач управления. | Разработка детальных моделей данных (ERD), анализ потоков данных (DFD) и информационных потребностей всех функциональных подсистем. |
| Достоверность | Исключение ошибок в исходных данных и результатов их обработки. Соответствие информации реальному состоянию управляемого объекта. | Внедрение механизмов контроля ввода, использование нормализованных классификаторов (НСИ), применение алгоритмов верификации и валидации. |
| Непротиворечивость | Исключение дублирования и конфликтов между данными, хранящимися в различных частях информационной базы. | Нормализация структуры БД (приведение к 3НФ и выше), использование единых справочников и ключей. |
| Минимизация | Достижение минимально необходимого состава и объема данных, достаточных для функционирования системы, без излишней избыточности. | Разработка экономически эффективных структур хранения, устранение транзитивных и частичных зависимостей. |
| Независимость | Разделение логической структуры данных от физических методов их организации и хранения. | Использование современных СУБД, поддерживающих трехуровневую архитектуру (Концептуальная, Логическая, Физическая модели). |
Соблюдение этих принципов на этапе проектирования критически важно, поскольку, например, принцип непротиворечивости напрямую связан с обеспечением информационной совместимости АС с внешними системами управления, что, в свою очередь, требует согласования используемых классификаторов и форматов обмена данными, предотвращая дорогостоящие ошибки интеграции. Для чего нужна эта строгость? Только при соблюдении всех принципов система сможет функционировать стабильно и долговечно, обеспечивая точные аналитические выводы.
Структурный состав информационного обеспечения
Информационное обеспечение АИС традиционно разделяется на две крупные взаимосвязанные части, каждая из которых имеет свою специфику и функции: внемашинное и внутримашинное ИО.
Внемашинное информационное обеспечение (ВнИО)
Внемашинное ИО (ВнИО) — это совокупность информации, которая существует в форме, воспринимаемой человеком без применения вычислительной техники. Оно является связующим звеном между внешней средой (пользователями, документацией) и автоматизированной системой.
Ключевыми элементами ВнИО являются:
- Система классификации и кодирования информации (СКК): Набор правил и средств для однозначной идентификации объектов.
- Унифицированные системы управленческой документации (УСД): Стандартизированные формы входных и выходных документов, обеспечивающие единообразие информационных потоков.
- Нормативно-справочная информация (НСИ): Совокупность данных, используемых в качестве эталона для идентификации и описания объектов.
- Регламенты и инструкции: Правила по организации работы персонала, связанной с вводом, контролем и использованием информации.
Нормативно-справочная информация (НСИ) как ядро информационного пространства
НСИ — это стержень единого информационного пространства предприятия. Она включает в себя стабильные, медленно меняющиеся данные (например, ставки НДС, список складов, коды валют), которые используются для описания транзакционных данных.
Роль НСИ:
- Обеспечение целостности: Использование единых справочников гарантирует, что различные подсистемы одинаково интерпретируют один и тот же объект (например, товар или контрагента).
- Совместимость: Применение Общероссийских классификаторов (ОКТЭСИ) позволяет обмениваться данными с государственными органами и другими внешними системами.
К важнейшим Общероссийским классификаторам относятся:
- ОКВЭД 2 (Общероссийский классификатор видов экономической деятельности, ОК 029-2014): Используется для кодирования и классификации видов деятельности, что критически важно для аналитической отчетности и юридического оформления.
- ОКПД 2 (Общероссийский классификатор продукции по видам экономической деятельности, ОК 034-2014): Применяется для систематизации продукции, услуг и работ. Он имеет четкую иерархическую структуру, обеспечивая стандартизированное описание номенклатуры.
Внутримашинное информационное обеспечение (ВмИО)
Внутримашинное ИО (ВмИО) — это вся организованная информация, представленная на машинных носителях в виде, удобном для обработки средствами вычислительной техники. Именно ВмИО обеспечивает непосредственное функционирование программного комплекса АИС.
К элементам ВмИО относятся:
- Файлы и массивы данных: Простейшие структуры хранения.
- Базы данных (БД) и Банки данных (БнД): Организованные совокупности взаимосвязанных данных, управляемые СУБД.
- Базы знаний: Используются в экспертных системах и содержат структурированные знания о предметной области.
Ключевые требования к построению внутримашинной информационной базы:
- Полнота представления данных: Логическая структура БД должна быть достаточной для отражения всех существующих сущностей и связей в предметной области.
- Минимизация состава данных: Структура должна быть оптимизирована для устранения избыточности и сокращения времени доступа и обработки.
- Независимость: Логическая структура массивов и БД должна быть максимально независима от конкретных физических средств ее реализации, что облегчает миграцию и модификацию системы.
Методология и инструментарий проектирования внутримашинного ИО
Проектирование ВмИО — это процесс перехода от неформализованного описания предметной области к строго структурированной логической модели, которая будет реализована в СУБД.
Структурные методы анализа и моделирования
На начальных этапах проектирования ИО используется структурный подход, позволяющий формализовать бизнес-процессы и информационные потоки.
- Функциональное моделирование (IDEF0): Методология IDEF0 (Icam DEFinition) используется для декомпозиции системы и описания ее функций (работ). В контексте ИО, IDEF0 помогает определить, какая информация (Input — Вход) необходима для выполнения работы, какая информация (Output — Выход) генерируется, и какие данные (Mechanism — Механизм) используются для поддержки этой работы. Результаты IDEF0-моделирования определяют состав необходимых информационных объектов.
- Диаграммы потоков данных (DFD): DFD показывают, как информация перемещается между внешними сущностями, процессами и хранилищами данных. Анализ DFD позволяет выявить избыточные, недостаточные или некорректно организованные потоки данных, что напрямую влияет на структуру ВмИО.
Концептуальное и логическое моделирование данных (ER-модели)
После определения информационных потребностей системы, центральным этапом проектирования ВмИО становится создание модели данных.
Методология «Сущность-связь» (ERD — Entity-Relationship Diagrams), разработанная П. Ченом, является стандартом для концептуального и логического моделирования.
- Сущность (Entity): Объект, информация о котором должна быть сохранена (например, «Клиент», «Заказ», «Товар»).
- Атрибут (Attribute): Свойство сущности (например, у «Клиента» — ФИО, адрес, телефон).
- Связь (Relationship): Взаимодействие между сущностями (например, «Клиент» оформляет «Заказ»). Связи характеризуются мощностью (один к одному, один ко многим, многие ко многим).
ERD является мостом между предметной областью и физической реализацией БД. Преобразование ER-диаграммы в реляционную модель данных (РМД) — представление данных в виде двумерных таблиц (отношений) — является основой для построения внутримашинной информационной базы в большинстве современных ИС.
Обеспечение целостности данных через нормализацию отношений (1НФ, 2НФ, 3НФ)
Чтобы реляционная база данных соответствовала принципам минимизации и непротиворечивости, необходимо провести процедуру нормализации. Нормализация — это пошаговый процесс декомпозиции отношений (таблиц) с целью устранения аномалий (вставки, удаления, модификации) и избыточности, вызванных функциональными зависимостями. Разве не является эта процедура самой важной в процессе обеспечения качества данных?
Процесс нормализации включает приведение отношений к последовательности нормальных форм (НФ):
- Первая нормальная форма (1НФ):
Условие: Атрибуты должны быть атомарными, а ячейки таблицы не должны содержать повторяющихся групп или множественных значений.
Пример: Если в одной ячейке хранится список товаров заказа, это нарушение 1НФ. Таблица должна быть декомпозирована так, чтобы каждый товар заказа занимал отдельную строку.
- Вторая нормальная форма (2НФ):
Условие: Отношение должно находиться в 1НФ, и каждый неключевой атрибут должен полностью функционально зависеть от всего составного первичного ключа.
Аномалия: Частичная зависимость. Если, например, в таблице «Заказ_Товар» хранится «Наименование товара», которое зависит только от «Кода товара» (части ключа), а не от всего составного ключа («Номер заказа» + «Код товара»), это нарушение 2НФ. Решение: Вынести «Наименование товара» в отдельную таблицу «Товары».
- Третья нормальная форма (3НФ):
Условие: Отношение должно находиться во 2НФ, и не должно быть транзитивных функциональных зависимостей, то есть неключевой атрибут не должен зависеть от другого неключевого атрибута.
Аномалия: Транзитивная зависимость. Если в таблице «Сотрудники» хранится «Код отдела» и «Название отдела», причем «Название отдела» зависит от «Кода отдела», а не от первичного ключа «Сотрудника», это нарушение 3НФ. Решение: Вынести «Код отдела» и «Название отдела» в отдельную справочную таблицу «Отделы».
Достижение 3НФ считается достаточным для большинства бизнес-приложений, обеспечивая баланс между минимизацией избыточности и производительностью системы. На практике это означает, что база данных готова к масштабированию и защищена от большинства типичных ошибок ввода данных, которые приводят к неверной отчетности.
Стандартизация документации ИО: Актуальные требования ГОСТ
Обзор комплекса ГОСТ 34 и актуализация стандартов
Разработка и ввод в эксплуатацию автоматизированных систем в Российской Федерации традиционно регламентируются комплексом стандартов ГОСТ 34, который устанавливает общие положения, терминологию и требования к документации.
Исторически требования к содержанию документов по ИО устанавливал ГОСТ 24.205-80 («Система технической документации на АСУ. Требования к содержанию документов по информационному обеспечению»). Однако в условиях развития технологий и перехода к современным методологиям проектирования, этот стандарт был заменен и дополнен.
На текущий момент (24.10.2025 г.) при разработке проектной документации для информационных систем в рамках национальных стандартов необходимо руководствоваться ГОСТ Р 59795-2021 («Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды документов на автоматизированную систему»), который пришел на смену устаревшим стандартам, включая положения ГОСТ 24.205-80.
Этот переход подчеркивает необходимость для разработчика (студента, выполняющего курсовую работу) опираться на актуальные требования, чтобы обеспечить методологическую корректность проекта.
Содержание документа «Описание информационного обеспечения системы» по ГОСТ Р 59795-2021
Документ «Описание информационного обеспечения системы» является одним из основных проектных документов, который детально регламентирует состав, структуру, методы организации и использования информации в проектируемой ИС.
В соответствии с ГОСТ Р 59795-2021, документ должен содержать следующие обязательные разделы:
| Раздел документации | Содержание и назначение | Фокус анализа |
|---|---|---|
| 1. Состав информационного обеспечения АС | Перечень и назначение всех структурных элементов ИО: баз данных, массивов, классификаторов, нормативной документации и унифицированных форм документов. | Общая инвентаризация информац��онных ресурсов системы. |
| 2. Организация информационного обеспечения | Описание общих принципов организации ИО, включая обоснование выбора носителей, регламентов контроля данных, а также обеспечение информационной совместимости с другими системами. | Описание архитектурных решений, обеспечивающих принципы полноты и достоверности. |
| 3. Организация сбора и передачи информации | Перечень источников и потребителей информации. Оценка объемов и интенсивности информационных потоков. Требования к процедурам сбора, первичного контроля и корректировки данных. | Детализация процессов ввода и вывода данных, предотвращение ошибок на этапе источника. |
| 4. Построение системы классификации и кодирования | Описание принятых категорий классификаторов (включая НСИ и Общероссийские), а также обоснование выбранных методов классификации и кодирования. | Обеспечение однозначной идентификации объектов (принцип непротиворечивости). |
| 5. Организация внутримашинной информационной базы (ВмИБ) | Принципы построения БД (например, реляционная модель), описание ее структуры (схемы таблиц, ключевые поля), характера взаимосвязей (ERD), а также меры по обеспечению целостности и защиты данных. | Результат логического проектирования и нормализации БД. |
| 6. Организация внемашинной информационной базы (ВнИБ) | Описание унифицированных форм документов, их состава, объема, правил ведения и архивирования. | Описание документооборота, связанного с ИС. |
Требования к построению системы классификации и кодирования (СКК)
Раздел, посвященный СКК, является критически важным для обеспечения достоверности и совместимости. В нем должны быть описаны не только используемые Общероссийские классификаторы (ОКВЭД 2, ОКПД 2), но и методы, принятые для классификации внутренней технико-экономической информации.
Методы классификации, подлежащие описанию:
- Иерархический метод: Применяется для объектов, которые естественно делятся на подчиненные группы (например, «Товарная категория» -> «Подкатегория» -> «Товар»). Он обеспечивает жесткую, древовидную структуру.
- Фасетный метод: Применяется, когда объект описывается с помощью независимых характеристик (фасетов). Например, описание товара по фасетам: [Цвет], [Размер], [Производитель]. Фасетный метод более гибок, чем иерархический, и позволяет быстро формировать выборки по комбинациям признаков.
Методы кодирования:
- Последовательный: Код формируется последовательным кодированием признаков в иерархической структуре.
- Параллельный: Каждая позиция кода соответствует независимому признаку (фасету).
Выбор и описание этих методов в соответствии с ГОСТ Р 59795-2021 демонстрирует системный подход к организации внемашинного ИО, гарантируя, что все информационные объекты будут однозначно идентифицированы.
Заключение
Информационное обеспечение (ИО) является ядром любой автоматизированной информационной системы, определяя ее функциональность, надежность и долговечность. Успешное проектирование ИО требует не только глубокого понимания предметной области, но и строгого следования принципам системного анализа и нормативно-технической документации.
Ключевые выводы исследования:
- Фундаментальная роль ИО: Информационное обеспечение, как одна из обеспечивающих подсистем АС, призвано удовлетворять информационные потребности пользователей и системы, что достигается через соблюдение принципов полноты, достоверности и, прежде всего, непротиворечивости.
- Структурная дихотомия: Эффективное ИО строится на интеграции внемашинной (документы, НСИ, классификаторы, включая ОКВЭД 2 и ОКПД 2) и внутримашинной (нормализованные БД) баз, где НСИ служит основой для обеспечения целостности данных.
- Методологическая строгость: Проектирование внутримашинного ИО требует обязательного использования структурных методов (IDEF0) для анализа процессов и, критически важно, применения ER-моделирования и процесса нормализации (до 3НФ) для устранения избыточности и аномалий в реляционной структуре данных.
- Актуальное соответствие ГОСТ: При разработке проектной документации необходимо ориентироваться на действующий ГОСТ Р 59795-2021 (взамен устаревшего ГОСТ 24.205-80), который детально регламентирует содержание документа «Описание информационного обеспечения системы», обеспечивая тем самым юридическую и техническую корректность проекта.
Рекомендации для курсового проекта:
В рамках практической части курсовой работы по проектированию ИС рекомендуется:
- Разработать концептуальную модель данных (ERD) для ключевых сущностей проектируемой системы.
- Провести анализ функциональных зависимостей и выполнить процедуру нормализации отношений, обосновав достижение 3НФ.
- Структурировать пояснительную записку раздела «Информационное обеспечение» в строгом соответствии с требованиями и подразделами ГОСТ Р 59795-2021, включая детальное описание СКК и организации ВмИБ.
Только комплексный подход, объединяющий теоретические принципы, практические методы моделирования и актуальные стандарты, гарантирует создание высококачественного и эффективного информационного обеспечения.
Список использованной литературы
- Вдовенко Л.А. Автоматизированные системы управления производством / под ред. Г.А. Титаренко. М.: Экономическое образование, 2002.
- Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2001. 176 с.
- ГОСТ 24.205-80. Требования к содержанию документов по информационному обеспечению.
- Голицына О.Л., Максимов Н.В. Информационные системы. М.: ММИЭИФП, 2004. 329 с.
- Грэхем И. Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика. М.: Вильямс, 2004. 880 с.
- Зиндер Е.З. Новое Системное проектирование: Информационные Технологии и Бизнес-реинжиниринг // СУБД. 1995. №4; 1996. №1; 2006. №2.
- Информационные технологии управления: учебное пособие для вузов / под ред. Г.А. Титаренко. 2-е изд., доп. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 439 с.
- Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М.: Лори, 2002.
- Клепцов М.Я. Информационные системы органов государственного управления. М.: РАГС, 2006.
- Козленко Л. Проектирование информационных систем. Ч.1. Этапы разработки проекта: стратегия и анализ // КомпьютерПресс. 2001. №9.
- Мартин Дж. Планирование развития автоматизированных систем. М.: Финансы и статистика, 2004.
- Международные стандарты, поддерживающие жизненный цикл программных средств. М.: Экономика, 2003.
- Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: МетаТехнология, 2003.
- Полукеев О., Коваль Д. Моделирование бизнеса и архитектура информационной системы // СУБД. 2005. №4.
- Попов И.И. Автоматизированные информационные системы (по отраслям применения): учеб. пособие. М.: Изд-во РЭА, 1999. 103 с.
- Романов А.Н., Одинцов Б.Е. Советующие информационные системы в экономике. М.: ЮНИТИ, 2000.
- Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: учебник для вузов. М.: Высшая школа, 2004. 319 с.