Információs rendszerek Darabos Péter BME Építőmérnöki Kar Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék
Célkitűzés • A menedzser típusú, települési vízgazdálkodással és környezetvédelemmel foglalkozó mérnököket megismertetni az informatikai alapfogalmakkal, az információs rendszerek fejlesztésének módszereivel és megoldásaival, hogy ezek ismeretében kommunikáció képes és elképzeléseiket pontosan megfogalmazni tudó partnerei legyenek az információs rendszerek fejlesztőinek.
Ajánlott irodalom • Halassy Béla: Ember, információ, rendszer IDG Magyarország Lapkiadó Kft. ISBN-963 8287 03 9
Tematika • • •
Informatikai alapfogalmak Információs rendszerek felépítése, elemei Információs rendszer a vízműben – – –
• • •
Az informatikai feladatok áttekintése Ügyviteli, gazdasági információs rendszer feladatai, felépítése Műszaki információs rendszer feladatai, felépítése
Az IR fejlesztés metodikája Számítógéppel segített tervezés Alkalmazási példák – –
Működő információs rendszer bemutatása Számítógéppel segített tervezés
Alapfogalmak Rendszer Tevékenység Esemény Adat Információ Informatika Számítástechnika
Rendszer • A rendszer egymással összefüggő tényezők szervezett együttese. • A rendszer fogalom a megismerés, vizsgálat módszertani kategóriája. A tudatos ember mindig rendszerben gondolkodik. • A rendszerek megismerése, szervezése működtetése kollektív tevékenység eredménye, ezért a vele kapcsolatos fogalmak konvenciókon alapulnak. • A rendszer és környezete egymástól nem szétválasztható, a határ meghúzását rugalmasan kell kezelni.
Tevékenység és esemény • Tevékenységnek valamely munka, feladat végrehajtását célzó illetve azt vezérlő műveletek szervezett egységét tekintjük. • Eseménynek a tevékenységet kiváltó, elindító, illetve az azt lezáró momentumot nevezzük.
Információ Az ismeret megszerzésének folyamata • Közlés: – A valós világ valamely tényére vonatkozó ismeretet ad át. Szintaktikai és szemantikai szabályok ismeretében értelmezhető
• Ismeret: – A közlésből akkor lesz ismeret, ha azt a felhasználó saját fogalmi kategóriáival összevetve azok közé be tudja sorolni. Az ismeretet a felhasználó további feldolgozásnak veti alá. Ennek kifejtéséhez először értelmezni kell az adat fogalmát.
• Adat: – A tények és elképzelések nem értelmezett, de értelmezhető formában való közlése.
• Információ: – Az adatokon végrehajtott gondolati műveletek értelmezett eredménye. Az információ értelmezett ismeret. Nem maga az ismeret az információ, hanem annak az emberi gondolati folyamatnak az eredménye, amely az ismeret közlését követi.
Példa:
Információ
• Közlés: – A Duna vízállása 1989. február 18-án Nagymarosnál 318 cm volt.
• Ismeret: – Egy építő mérnök számára az ismeret besorolásához szükséges fogalmi kategóriák: • vízállás • cm - mértékegység • Vízmérce Nagymaroson, stb....
• Adat: – Vízfolyás
- DUNA
– Vízmérce helye – Dátum – Vízállás
- NAGYMAROS, hajóállomás - 1989.02.18. - 318 cm
• Információ: – A tegnapi vízálláshoz képest 3 cm-el kevesebb, tehát apad.
Informatika - Számítástechnika • Informatika: – Az ismeretek megszerzésének, azok célszerű elrendezésének és kezelésének tudománya.
• Számítástechnika: – A számítástechnika az automatizált adatfeldolgozás eszközeivel és azok különböző területeken való használatával (pl. a számítógép építése és azok programozása) foglalkozó elméleti és alkalmazott műszaki tudomány.
• Az informatika és a számítástechnika nem egyenértékű fogalmak !
Információs Rendszer - IR • Az információs rendszer adatok, műveletek, emberek, szabályok és eljárások, valamint az ember információs tevékenységét támogató eszközök szervezett együttese.
Információs Rendszer • ADATRENDSZER – Alapadatok • Az objektumok közvetlen megismerése során szerezzük be. – Származtatott adatok • Alapadatokon, vagy más származtatott adatokon végzett műveletek eredményei. • MŰVELETI RENDSZER – A származtatott adatok előállítása során végzett matematikai-logikai műveletek összessége. • EMBEREK – Adatszolgáltatók – Felhasználók végfelhasználók (döntéshozók) – Rendszerszervezők és üzemeltetők
Információs Rendszer • SZABVÁNY- és ELJÁRÁSRENDSZER – Azon szabályok összességét, amelyek az info.rendszerben folyó tevékenységek tartalmi, formai, idő- és térbeli feltételeit korlátait meghatározzák, az információs rendszer szabvány- és eljárásrendszerének nevezzük.
• KOMMUNIKÁCIÓS CSATORNÁK – Az adatok feldolgozása, az információk előállítása egy folyamatnak tekintendő. A feldolgozási folyamat során az egyes műveletek időben és térben egyaránt elkülönülhetnek egymástól. Az egyes helyek közötti "utakat" kommunikációs csatornáknak nevezzük. A szervezet keretében mind a kommunikációs csatornák kialakítását, mind az adatok továbbításának határidőit szabályozni szokták.
Információs Rendszer • ESZKÖZRENDSZER – Az ember információs tevékenysége közben különböző eszközöket vesz igénybe az adatszolgáltatáshoz, továbbításhoz, - tároláshoz és az információk előállításához. Az eszközök egymástól nem függetlenek, és együttesen alkotják az info.rendszer Eszközrendszerét. – Az eszközök közül is kiemelkedik jelentőségével a számítógép.
Számítógép és Információs Rendszer Döntés
Döntési alternatívák
Adatbevitel
I n f o r m á c ió e lô á llítá s Egyszerû mûveletek
Feltételállapotok
K iv á la s z tá s Tárolt ismeretek felhasználása
Tapasztalat intuíció
EMBER Hagyományos kézi információ elôállítás
Számítógépes nyilvántartás
EMBER
Számítógépes informáló rendszer
Számítógépes informáló rendszer
Gépesítés maximális mértéke
EMBER
Szakértô rendszer
IR a vízműben • Valós rendszer – Vízellátó rendszer, – Vízelvezető rendszer
• Feladatok – Műszaki feladatok – Szolgáltatási díjjal kapcsolatos feladatok – Gazdálkodási, adminisztrációs feladatok
IR a Vízműben – Adatrendszer • Nyilvántartások • Hálózat nyilvántartás • Erőforrás nyilvántartások – Személyzeti – Tárgyieszköz – Raktár – Készlet – Fogyasztói
• stb.
IR a vízműben • Bizonylatok – – – – – – – – –
Üzemnaplók Munkalapok Vízóra leolvasó lapok Vízóra csere laqpok Raktári kivételezési jegyek Gépnaplók Szállító levelek Energia számlák stb.
IR a vízműben • Műveleti rendszer Alrendszerenként meghatározott célok elérésének támogatása.
– Műszaki feladatok • • • • • •
Folyamat irányítás Hibaelhárítás Fenntartás, karbantartás Fejlesztés, rekonstrukció Közmű egyeztetés, közmű nyilatkozatok stb.
IR a Vízműben • Műveleti rendszer – Fogyasztói nyilvántartási feladatok • Vízdíj számlázás – Nyilvántartás és reklamáció kezelés – stb.
– Gazdálkodási adminisztrációs feladatok • • • • • •
Tárgyieszköz nyilvántartás Pénzügy Könyvelés Anyag-raktár gazdálkodás Munkabér Kötelező statisztikák
Információs Rendszer - IR • Az információs rendszer adatok, műveletek, emberek, szabályok és eljárások, valamint az ember információs tevékenységét támogató eszközök szervezett együttese.
Számítógép és Információs Rendszer Döntés
Döntési alternatívák
Adatbevitel
I n f o r m á c ió e lô á llítá s Egyszerû mûveletek
Feltételállapotok
K iv á la s z tá s Tárolt ismeretek felhasználása
Tapasztalat intuíció
EMBER Hagyományos kézi információ elôállítás
Számítógépes nyilvántartás
EMBER
Számítógépes informáló rendszer
Számítógépes informáló rendszer
Gépesítés maximális mértéke
EMBER
Szakértô rendszer
Az IR működése • Az info.rendszer működő, élő rendszer, amelynek működtetője maga az ember. A működés tulajdonképpen információs tevékenységben valósul meg. Az info.tevékenység műveletekből áll. A műveletek tárgyai az alapadatok, vagy származtatott adatok, míg eredményei származtatott adatok, melyek értelmezéskor válnak információvá.
Az IR működése • Információ-előállító műveletek: – Azok a műveletek, amelyek bemeneti adatokból új tartalmú ismereteket tükröző kimeneti adatokat állítanak elő. • Információ-előállító funkciók: – Azon műveletek összessége, amelyek végső kimenetet, mint ember által értelmezhető adatot állítanak elő. • Átmeneti adatok : – Az info.rendszer működése, a műveletek végzése során keletkeznek olyan adatok, amelyek a felhasználók számára érdektelenek, csak valamilyen info.művelet sorozat egyes lépései között van adathordozó szerepük.
Az IR működése Példa: • Esemény: Telefon: A Kacska u. 7.sz. ház előtt az utcán folyik a víz. • Info.esemény: Diszpécser rögzíti a bejelentést a naplóba (Bizonylat) • Info.tevékenység: Hálózat nyilvántartásból - Mi van ott a földben ? – Munkalap készítése. – Hiba bejelentés nyilvántartásba vétele • Beavatkozás: Utasítás kiadása a bejelentés kivizsgálására. – Kivizsgálás. (NA 100/PVC csőtörés) – Hibaelhárítók riasztása. Kiszakaszolás, kibontás, javítás, visszatöltés, helyreállítás. • Info.esemény: A hibaelhárítás készre-jelentése, kitöltött munkalap leadása (Bizonylat) • Info tevékenység: A hiba állapotjelzésének átvezetése a nyilvántartásban, hiba adatok nyilvántartásba vétele.
A Szabvány és eljárásrendszer hatásai a működésre • Tartalmi és formai szabályok kötik a tranzakciók tartalmát és külalakját. • Szabályok rögzítik a végrehajtandó tevékenységeket, sorrendjüket, feltételeiket. • Külön eljárások szabályozzák a kommunikációs csatornák térbeli és időbeli működését.
Adathordozók Bizonylat: – A vállalati eseményekhez kapcsolódó adatokat bizonylatokon rögzítik. A bizonylat valamilyen változással kapcsolatos tények vagy elképzelések adatainak hordozója. Elsődleges adathordozó. Nyilvántartás: – A vállalati objektumokat és azok viszonyait leíró adatokat nyilvántartásokban rögzítik. Az eseményektől függően a nyilvántartások tartalma változik. – Az info.rendeszer működése, illetve az adatok változékonysága tekintetében két fő adattípust különböztethetünk meg: – TÖRZSADATOK - NYILVÁNTARTÁS – ESEMÉNY ADATOK - BIZONYLATOK
Az adatrendszer elemei • Objektum: A valós világ rendszerelemeinek modellje. • Objektum előfordulás: Egy konkrét rendszerelem modellje. • Objektum típus: Az objektum előfordulások elvont kategóriái. Példa: • A Kacska utcai DN100/PVC vízelosztó vezeték – Objektum Vezeték – Objektum előfordulás A Kacska utcai DN100/PVC ..... – Objektum típus Vezeték típus (DN100/PVC)
Az adatrendszer elemei • Tulajdonság: A valós világ rendszerelemeit jellemző sajátosságok. • Tulajdonság előfordulás: A tulajdonság értéke, vagy mértéke. • Tulajdonság típus: A tulajdonságok elvont kategóriái. – Leíró: Ugyanazt az értéket azonos objektum típus különböző előfordulásaira is felveheti. – Azonosító: Minden objektum előfordulásra ismert értékkel rendelkeznek, és ugyanazt az értéket azonos objektum típus különböző előfordulásaira nem vehetik fel. • Pl. – Tulajdonság típus • Leíró: NÁ, csőanyag • Azonosító: jel – Tulajdonság előfordulás - NÁ100/PVC, jel=120-121
Az adatrendszer elemei • Kapcsolat – Vezetékek - Utcák, Közterületek, Területek
• Kapcsolat típus – Megfelelő objektum definícióval minden vezetékhez rendelhető helyszínrajzi azonosítóként utcanév.
• Kapcsoló tulajdonságtípus – Az utcára mint objektumra jellemző azonosító, ami a vezeték leíró tulajdonság típusa.
Az adatrendszer elemei Átfedés – Redundancia Definíció……..: Ha a valós rendszer egy elemére vagy adott összefüggésére vonatkozó adat az adatrendszerben többszörösen is megtalálható REDUNDANCIÁRÓL - ÁTFEDÉSRŐL beszélünk. Logikai átfedés: Ugyan az a tulajdonság típus különböző objektumtípusokat is jellemez. (Lásd: kapcsoló tulajdonság típus.) Fizikai átfedés: 1. Ugyanaz a tulajdonság típus különböző objektum típusok előfordulásaira azonos értéket vesz fel. (Utcanév mint azonosító) 2. Az objektum típus adott előfordulása azonos módon ismétlődik (Megegyező azonosító, vagyis nem azonosít)
Szinonima: Azonos tartalmú, de eltérő megnevezésű tulajdonság típusok. Homonima: Azonos nevű de eltérő tartalmú tulajdonság típusok. (Gábor, Gabriella Gabi)
Az adatrendszer elemei Az adatok közti kapcsolatok definiálása nem megy bizonyos átfedések megvalósítása nélkül, de igyekezni kell, hogy az átfedés lehetőleg logikai szinten maradjon. Felesleges átfedés Inkonzisztencia (meg nem egyezés) Átfedés hiánya Inkonnektivitás (kapcsolhatatlanság) Következmények: Változás vezetési nehézségek és felesleges helyfoglalás ! Adatmodell: Az objektum-, tulajdonság- és kapcsolattípusok ill. az ezekre vonatkozó korlátok szervezett együttese. Adatbázis: Az objektum-, tulajdonság- és kapcsolat előfordulások adatmodell szerint szervezett együttese.
A műveletrendszer Az információs rendszerben a műveleteket, tevékenységeket események indítják és fejezik be. Az események és műveletek tipizálhatók, modellezhetők. Definíciók: Azok a műveletek, amelyeknek a bemeneti és a kimeneti eseménytípusa megegyezik, egy művelettípust alkotnak. Funkciótípus - összefüggő művelettípusok halmaza. A funkcionális modell a funkciótípusok, az őket alkotó művelettípusok, illetve a közöttük kapcsolatot teremtő átmeneti eseménytípusok összessége,struktúrája. A funkcionális modell alapvetően a felhasználói igényektől, a rendszertervezés során meghatározott céloktól függ, vagyis az emberektől, ezért változékonyabb mint az adatmodell egyes részei !
A műveletek csoportosítása Felhasználói műveletek A bemeneti adatokból a felhasználásnak megfelelő kimeneti adatokat állítanak elő. Adatkezelési műveletek: Visszakeresési műveletek Azok a műveletek, amelyek a valós rendszer elemeire és azok viszonyaira vonatkozó ismereteket rendelkezésre bocsátják. Amennyiben a visszakeresés eredménye közvetlenül a felhasználóhoz (emberhez) kerül vissza információ visszakeresésről van szó. Karbantartási műveletek Azok a műveletek, amelyek a valós rendszer elemeire és azok viszonyaira vonatkozó ismereteket, adatokat mindig a tényleges valóságnak megfelelő állapotban tartják. Ellenõrző műveletek Az információ előállításban résztvevő adatoknak meg kell felelniük bizonyos tartalmi és formai szabályoknak, ezek betartását az ellenőrző műveletek biztosítják. Vezérlési műveletek Azok a műveletek, amelyek kiválasztják, hogy egy funkció-előfordulás végrehajtása során melyik művelettípus milyen előfordulását kell végrehajtani. Biztonsági műveletek Mindazok a műveletek, amelyek lehetővé teszik, hogy az adatok mindenkor a valóságnak megfelelő tartalommal rendelkezésre álljanak, de mindig csak az arra jogosult felhasználók részére.
