ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Полный текст

Обоснование выбора структуры и характеристик автоматизированных информационных систем (АИС) была и остается актуальной задачей в области разработки информационных систем (ИС). Успешное решение этой сложной задачи невозможно в отрыве от оценки эффективности АИС. Известно, что под эффективностью понимается свойство системы выполнять поставленную цель в заданных условиях использования и с определенным качеством. При этом качество ИС представляет совокупность свойств системы, обусловливающих возможность ее использования для удовлетворения определенных в соответствии с ее назначением потребностей. Количественные же характеристики этих свойств определяются соответствующими показателями. В зависимости от видов эффективности ИС - технической, социальной, экономической [1, 2, 3] - различают локальные и общие показатели. К локальным показателям эффективности ИС относят технико-эксплуатационные, технологические, прагматические и т. д.; к общим показателям - показатели экономической эффективности ИС. Таким образом, эффективность ИС является сложной интегральной характеристикой, зависящей от различных локальных и общих показателей, которые должны быть соответствующим образом количественно оценены. Вопросам оценки эффективности ИС посвящено достаточно большое количество работ. Из них наибольший практический интерес представляют работы [4-10], в которых основное внимание уделяется не столько количественной оценке показателей эффективности, сколько разработке общей методологии оценки эффективности ИС. Кроме того, в этих работах весьма скупо освещены вопросы, связанные с оценкой эффективности АИС. Следует также отметить, что авторы указанных работ не претендуют на универсальность предложенных ими методов, понимая важность специфических условий, в которых протекает информационная деятельность в различных областях промышленности, и связанные с этим трудности оценки эффективности ИС. Обзор методов оценки эффективности ИС показал, что их существует достаточно много и среди них можно выделить следующие: - затратные методы. Оценка производится не на основе измерения конечного продукта или результата, а на основе затраченных ресурсов или сил; - методы оценки прямого результата. Оценивается прямой измеримый результат, например снижение стоимости владения, повышение функциональности системы, снижение трудозатрат или появление побочного продукта основного производства; - методы, основанные на оценке идеальности процесса. Эти методы базируются на статических или динамических сравнительных алгоритмах. Базовым показателем выбирается объект рассматриваемой системы, тогда идеальной считается информационная система с лучшими для отрасли показателями затрат на единицу выхода. Популярны также подходы на базе сравнения с альтернативным решением; - квалиметрические методы. Такие методы комплексно рассматривают ИС, организуют ее измерение и обрабатывают полученные результаты статистическими, социологическими и/или экспертными методами. Анализ данных методов показал, что все они обладают как преимуществами, так и недостатками. К достоинствам указанных методов можно отнести их возможность оценивать эффективность в специфических условиях функционирования ИС, к недостаткам - отсутствие универсальности и слабую практическую адаптацию к оценке эффективности АИС. Сложность задачи усугубляется еще и тем, что невозможно в большинстве случаев осуществить непосредственную оценку эффективности ИС исходя из результатов, достигнутых предприятиями или научными подразделениями на базе использования поступившей к ним информации. Это объясняется тем, что информация является необходимой предпосылкой решений, принимаемых во всех фазах производственной и научно-исследовательской деятельности, и найти эффект от каждой условной единицы информации в суммарном производственном или научном результате - практически неосуществимая задача. Поэтому для оценки эффективности ИС приходится вводить косвенные показатели исходя из априорного предположения о том, что вся информация, поставляемая ИС, обладает безусловной ценностью для объекта управления или получателей информации. Необходимо также подчеркнуть, что универсальных показателей эффективности, позволяющих в достаточной степени отобразить специфику конкретной области, которую эти системы обслуживают, не существует. Поэтому необходимо сформировать показатели, которые, с одной стороны, характеризовали бы сущность информационных процессов в системе, а с другой стороны, учитывали существующие организационные формы информационной деятельности. Поэтому прежде чем говорить о выборе косвенных показателей для оценки эффективности АИС, рассмотрим сущность информационных процессов, протекающих в них, и соответствующие им структуры АИС. Существует достаточно много понятий, связанных с информационными процессами, ИС и АИС, поэтому уточним эти понятия с точки зрения понимания их автором данной статьи. В общем случае под информационным процессом будем понимать последовательность действий, выполняемых с информацией, а под ИС - систему, в которой этот информационный процесс реализуется. Если при осуществлении информационного процесса в ИС используются информационные (компьютерные) технологии, то такие ИС будем называть АИС. Рассмотрим более подробно действия, выполняемые с информацией в АИС. К таким действиям можно отнести отбор (восприятие) информации, преобразование информации, передачу информации, обработку информации, хранение и поиск информации. Охарактеризуем кратко каждое из этих действий для представления обобщенной структуры АИС. Отбор информации связан с целенаправленным извлечением и анализом информации об объекте, процессе или явлении. Отбор информации выполняет несколько функций, среди которых можно выделить две важных: оценка информации на значимость и сжатие информации. При оценке информации на значимость происходит ее селекция, или информационная фильтрация, результатом которой является отделение полезной информации от информационных шумов (помех). Сжатие информации необходимо для ее представления в компактном виде, позволяющем более эффективно использовать каналы, по которым передается информация и средства ее хранения. Преобразование информации включает в себя операции, связанные с нормализацией (приведением к определенным нормам), аналого-цифровым преобразованием, кодированием и т. д. Результатом преобразования информации является материальный носитель (сигнал), представленный в форме, удобной для передачи, обработки и хранения. Передача информации является важной составляющей информационного процесса, в результате которого происходит транспортировка информации от источника информации к приемнику. Передача осуществляется в среде распространения по соответствующим каналам, имеющим различную физическую природу: электромагнитную, электрическую, оптическую и т. д. Обработка информации также является важной составляющей информационного процесса. Она связана с изменением информации по определенным законам и неформальным правилам. Среди законов можно выделить законы математики, физики, биологии и т. д.; среди неформальных правил - опыт, интуицию, «здравый смысл» и т. д. Результатом обработки является тоже информация, которая может быть представлена в иных формах (например, упорядоченная по каким-то признакам или содержащая ответы на поставленные вопросы). В случае, если процесс обработки подлежит формализации, он может осуществляться техническими средствами. Хранение информации связано с ее записью на некоторый материальный носитель с целью дальнейшего поиска, извлечения и использования. В качестве таких носителей могут использоваться бумага, магнитная лента, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на оптических и магнитооптических дисках и т. д. Поиск информации связан с целенаправленным извлечением необходимой информации. Хранение и поиск информации в АИС реализуется с помощью баз данных (БД). Подводя итог сказанному об информационных процессах, необходимо отметить, что это не простая последовательность действий, выполняемых с информацией, а сложная их взаимосвязь, взаимопроникновение и развитие. В каждом из действий (составляющих информационного процесса) можно найти признаки других составляющих: в отборе - преобразование, в хранении - передачу, в передаче - обработку и т. д. Реализуются информационные процессы в системах, называемых ИС или АИС. На рисунке приведена обобщенная структура АИС. Обобщенная структура АИС Данная структура АИС является открытой, поскольку в зависимости от конкретной задачи будет изменяться ее конфигурация и состав. Таким образом, эффективность АИС будет зависеть от различных факторов, в том числе и от ее конкретной структуры. Можно также утверждать, что почти всегда течение информационных процессов в АИС определяется двумя взаимно противоречивыми тенденциями. Это, во-первых, стремление представить потребителю наиболее полную информацию, что, естественно, удлиняет продолжительность информационного процесса, и, во-вторых, стремление представить эту информацию в наиболее короткие сроки, что зачастую ведет к уменьшению объема информации. Недостаточно полный объем или запаздывание в общем случае имеют один и тот же результат - обесценивание информации. Автор данной статьи предлагает для оценки эффективности АИС косвенный интегральный показатель эффективности , который бы учитывал как локальные, так и общие показатели эффективности и в равной мере отображал бы временные и количественные факторы: , (1) где - суммарный объем информации, подготовленный -м блоком АИС за определенный период времени и представленный в каких-либо универсальных единицах измерения информации; - интервал времени, характеризующий длительность подготовки -м блоком АИС суммарного объема информации; - число блоков АИС, задействованных в реализуемом в АИС информационном процессе. Например, если для реализации информационного процесса задействованы все блоки структуры АИС, представленной на рисунке, то . Для того чтобы формула (1) имела практический смысл, необходимо определить значения и с учетом особенностей информационного процесса, протекающего в АИС, и ее структуры. Суммарный объем информации , подготовленный -м блоком АИС за определенный период времени, определим следующим образом: , (2) где - объем информации, поступившей на i-й блок АИС от j-го источника информации; - число источников информации; - объем выданной информации i-м блоком АИС на информационную шину, удовлетворяющей критерию k; - общее число критериев k. Объем выданной информации i-м блоком АИС на информационную шину, удовлетворяющей критерию k, может носить случайный характер, поскольку часть поступившей информации может не удовлетворять отдельному критерию k. Величина интервала времени в формуле (1) также слагается из двух компонентов, которые соответствуют первому и второму слагаемым в правой части формулы (2): , (3) где - момент времени, соответствующий выдаче подготовленной информации (удовлетворяющей критерию k) i-м блоком на информационную шину АИС; - момент времени, соответствующий поступлению информации на i-й блок АИС от j-го источника информации. Подставляя выражения (2) и (3) в формулу (1) и учитывая то, что , (4) получим выражение для показателя эффективности АИС в развернутом виде: (5) Расчет в соответствии с формулой (5) должен производиться с учетом следующих ограничений: (6) который задает верхний предел длительности интервала времени , характеризующего длительность подготовки -м блоком АИС суммарного объема информации. Полученный интегральный показатель эффективности может быть использован в качестве универсального показателя для оценки технико-эксплуатационных, технологических, прагматических, экономических и других качеств АИС. Интегральный показатель эффективности является функциональной характеристикой, которую можно повышать, совершенствуя техническую базу АИС и используя труд квалифицированных сотрудников. Однако это приводит в конечном итоге к увеличению материальных затрат и ограничивающим фактором в этом случае является их величина. Поэтому без экономической характеристики невозможно корректно поставить задачу оптимизации АИС. Желательно, чтобы такой экономический показатель эффективности АИС был достаточно универсален и позволял сравнивать между собой различные по структуре и технической оснащенности АИС. В качестве такого показателя можно использовать показатель экономической эффективности , определяемый на основе следующего соотношения: , (7) где - материальные затраты на приобретение и эксплуатацию АИС. Материальные затраты складываются из первоначальных затрат , идущих главным образом на приобретение технических средств АИС, и эксплуатационных расходов . Поскольку стоимость технических средств распределяется на все время их использования в АИС, то для интервала времени, для которого определяется интегральный показатель эффективности АИС, необходимо учитывать амортизационные отчисления : , (8) где - период амортизации. С учетом выражения (8) материальные затраты в единицу времени могут быть записаны в следующем виде: , (9) где - эксплуатационные расходы в единицу времени. Подставляя соотношение (9) в формулу (7), получим окончательное выражение для показателя экономической эффективности в виде . (10) Очевидно, что при вложении в АИС дополнительных ресурсов и направлении их на улучшение средств автоматизации (например, на приобретение компьютеров и других технических средств) увеличивается технико-эксплуатационная и технологическая эффективность АИС. Однако одновременно будут возрастать и материальные затраты на АИС. С учетом этого задача оптимизации АИС может быть сформулирована следующим образом - обеспечить максимальное значение показателя при заданном ограничении показателя : . Таким образом, применяемый подход к оценке эффективности АИС позволяет использовать предложенные в статье универсальные количественные показатели для быстрой оценки ее эффективности. Эти показатели могут найти применение при обосновании выбора структуры и характеристик АИС.

Об авторах

Владимир Николаевич Яшин

Самарский государственный технический университет

Email: vlyashin@yandex.ru
(к.т.н., доц.), доцент кафедры «Информационная техника». Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

Дополнительные файлы