Πληροφοριακά Συστήματα 1 κεφάλαιο 1.1 Η Έννοια του Συστήματος Επιστήμονες από πολλούς διαφορετικούς τομείς άρχισαν να αναγνωρίζουν μέσα από τις ερευνητικές τους εργασίες ότι κάθε οντότητα μπορεί να θεωρηθεί ως μέρος ενός μεγαλύτερου όλου. Η προσέγγιση αυτή θεμελίωσε τελευταία τη σύγχρονη Θεωρία Συστημάτων. Σύστημα (System) είναι ένα σύνολο από οντότητες (άνθρωποι, μηχανές, διαδικασίες κ.λπ.) που συνεργάζονται για την επίτευξη ενός στόχου, ο οποίος είναι και ο λόγος ύπαρξης του συστήματος. Η Θεωρία Συστημάτων είναι το επιστημονικό πεδίο που ασχολείται με την ανάλυση, το σχεδιασμό και τη βελτίωση των συστημάτων. Συνδυάζει πολλούς τομείς επιστημών με σκοπό τη συνολική μελέτη των Συστημάτων. Κάθε Σύστημα προσδιορίζεται κυρίως από το τρίπτυχο Είσοδοι-Επεξεργασίες-Έξοδοι. Στις Εισόδους ή εισροές (input) είναι τα στοιχεία-δεδομένα που εισέρχονται στο σύστημα. Οι Επεξεργασίες (process) είναι απαραίτητες για το μετασχηματισμό των στοιχείων εισόδων σε εξόδους. Οι Έξοδοι ή εκροές (output) είναι τα προϊόντα-αποτελέσματα που παράγει το σύστημα. Στην Είσοδο, αναλυτικότερα, εισάγονται τα εδομένα (data). Τα εδομένα είναι τα σύμβολα μιας συγκεκριμένης έννοιας, ενός αντικειμένου, ενός στοιχειώδους μηνύματος ή γεγονότος, κωδι-
κεφάλαιο 1 κοποιημένου ή όχι, το οποίο αποτελεί το ακατέργαστο υλικό που βρίσκεται σε μη τυποποιημένη μορφή ή το μετασχηματίζουμε ώστε να αποκτήσει τυποποιημένη μορφή, για να μπορεί να γίνει η κατάλληλη επεξεργασία από αυτόματα μέσα. Σχήμα 1.1-1: Σχηματική παράσταση Εισόδων, Επεξεργασιών, Εξόδων, Ανάδρασης και Ελέγχου ενός Συστήματος Η Επεξεργασία αφορά στη συλλογή, την ταξινόμηση, την καταχώριση, τη μεταβολή, την αποθήκευση, την αναζήτηση και την ανάκτηση εδομένων, με ή χωρίς τη βοήθεια του ηλεκτρονικού υπολογιστή, για την παραγωγή πληροφοριών. Στην Έξοδο δίνονται τα αποτελέσματα μετά την Επεξεργασία των εδομένων και έτσι παράγεται γνώση. Πέρα από τις έννοιες της Εισόδου, της Επεξεργασίας και της Εξόδου, βασικές είναι και οι έννοιες της Ανάδρασης και του Ελέγχου. Ανάδραση ή επαναπληροφόρηση (feedback) είναι οι πληροφορίες που αφορούν την απόδοση του Συστήματος. Μέρος του Ελέγχου (control) αποτελεί η συνεχής παρακολούθηση και αξιολόγηση της Ανάδρασης για να προσδιοριστεί αν το Σύστημα βαίνει προς ολοκλήρωση των στόχων του. Όταν μάλιστα διαπιστώνεται ότι το Σύστημα δεν ικανοποιεί επαρκώς τους στόχους του, πρέπει να βρεθεί τρόπος, ώστε να επηρεαστεί η συμπεριφορά του Συστήματος. Αυτό επιτυγχάνεται με την τροποποίηση των Εισόδων ή/και των διαδικασιών του Συστήματος. Το Σχήμα 1.1-1 παρουσιάζει σχηματικά τις Εισόδους, τις Επεξεργασίες, τις Εξόδους, την Ανάδραση και τον Έλεγχο των Συστημάτων. Περιβάλλον (Environment) υπάρχει γύρω από το Σύστημα και αποτελείται από οντότητες που δεν ανήκουν στο σύστημα, δεν είναι δηλαδή Είσοδοι, 22
Πληροφοριακά Συστήματα Έξοδοι ή Επεξεργασίες του Συστήματος. Τα στοιχεία ενός Συστήματος διαχωρίζονται από το Περιβάλλον με ένα όριο, ενώ υπάρχει τρόπος προσδιορισμού των οντοτήτων του Περιβάλλοντος (C.W. Churchman). Οι οντότητες που αποτελούν το Περιβάλλον παίζουν σημαντικό ρόλο στην απόδοση του συστήματος. Το Περιβάλλον μεταξύ των άλλων περιλαμβάνει τεχνολογικά, νομικά, φυσικά, οικονομικά και άλλα στοιχεία. Υποσύστημα λέγεται ένα Σύστημα, όταν είναι μέρος ενός μεγαλύτερου Συστήματος. Κατ αναλογία το μεγαλύτερο Σύστημα μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι το Περιβάλλον του Υποσυστήματος. Ας σημειωθεί ότι συνήθως υπάρχει υπεύθυνος για τη λήψη αποφάσεων σχετικών με το Σύστημα. Τέλος, θα πρέπει να τονιστεί ότι κάθε σύστημα είναι ένα εννοιολογικό πλαίσιο που ορίζεται από έναν εξωτερικό παρατηρητή. Τα Συστήματα διακρίνονται σε Ανοικτά, Κλειστά και Προσαρμόσιμα. Ανοικτό Σύστημα (open system) λέγεται το Σύστημα το οποίο αλληλεπιδρά με το Περιβάλλον του δεχόμενο Εισόδους από αυτό και αποδίδοντας σε αυτό τις παραγόμενες Εξόδους. Κλειστό Σύστημα (closed system) λέγεται το Σύστημα το οποίο δεν έχει καμία αλληλεπίδραση με το Περιβάλλον του. Το Κλειστό Σύστημα δεν είναι υπαρκτό και ορίζεται η έννοιά του με σκοπό τη θεωρητική μελέτη των Συστημάτων. Προσαρμόσιμο Σύστημα (adaptive system) λέγεται το Σύστημα το οποίο έχει τη δυνατότητα να αλλάζει, ώστε να αυτορρυθμίζεται. Τέτοιου τύπου Σύστημα μπορεί να θεωρηθεί το ανθρώπινο σώμα που αυτορρυθμίζει λειτουργίες, όπως ο καρδιακός παλμός, η αναπνοή κ.λπ. Τα Συστήματα μπορούν να αξιολογηθούν με δύο κριτήρια κατά Drucker, την Αποδοτικότητα (efficiency) και την Αποτελεσματικότητά (effectiveness) τους. Αποδοτικότητα σημαίνει να κάνω σωστά αυτό που κάνω, ενώ Αποτελεσματικότητα σημαίνει αυτό που κάνω να είναι σωστό. Απλούστερα, η Αποδοτικότητα είναι ο αριθμός των Εισόδων που χρησιμοποιήθηκαν για την επίτευξη των στόχων στις Εξόδους, ενώ η Αποτελεσματικότητα είναι ο βαθμός επίτευξης των σωστών στόχων. Συνοψίζοντας, σύμφωνα με τη Θεωρία Συστημάτων, ένα Σύστημα, αυτοματοποιημένο ή όχι, συνδέει ανθρώπους, μηχανές και μεθόδους που είναι οργανωμένα για τη συλλογή, επεξεργασία, εκπομπή και τέλος διανομή δεδομένων, τα οποία αναπαριστούν πληροφορίες. 23
κεφάλαιο 1 1.2 Ψηφιακή Πληροφορία Η έννοια της πληροφορίας διαφοροποιείται από την έννοια της γνώσης. Η πληροφορία αντιπροσωπεύεται από τα δεδομένα και η γνώση αποτελεί ένα συμπερασματικό νόημα. Η γνώση είναι το αποτέλεσμα της κατανόησης της πληροφορίας που έχει μεταδοθεί και ολοκληρωθεί με προγενέστερα αφομοιωμένη πληροφορία. Μάλιστα, στους συντελεστές παραγωγής που περιλάμβαναν το κεφάλαιο, το ανθρώπινο δυναμικό και τη γη μπορούμε να πούμε ότι έχει προστεθεί τις τελευταίες δεκαετίες και η πληροφορία. Στη διαμορφούμενη Κοινωνία της Πληροφορίας αναδεικνύεται μια νέα τεχνολογική πραγματικότητα που χαρακτηρίζεται από τον ιδιαίτερο τρόπο παραγωγής και διαχείρισης της Πληροφορίας. Πληροφορία, κατά τον ορισμό της Κυβερνητικής (Cybernetic), το τρίτο μέγεθος πέραν της Ύλης και της Ενέργειας, είναι κάθε είδηση που μεταβάλλει σημαντικά τις αντιλήψεις και επηρεάζει το περιεχόμενο των αποφάσεων του αποδέκτη της. Όταν μιλάμε για πληροφορία παραγόμενη και διακινούμενη με ψηφιακό τρόπο, έχουμε την έννοια της Ψηφιακής Πληροφορίας. Η Ψηφιακή Πληροφορία είναι το κυρίαρχο στοιχείο για την ανάπτυξη στις μεταβιομηχανικές κοινωνίες και μάλιστα γεννιέται και ζει στο περιβάλλον του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή και του ιαδικτύου. Λέγεται ότι καταλαμβάνει χρόνο παρά χώρο, λόγω της δυνατότητας της ταυτόχρονης διανομής της. Η έγκαιρη, έγκυρη και αξιόπιστη πληροφορία είναι το πλέον απαραίτητο στοιχείο για τη λήψη σωστών αποφάσεων, χωρίς τις οποίες πολλές επιχειρήσεις δεν θα μπορούσαν να λειτουργήσουν. Η ψηφιοποίηση της πληροφορίας αποτελεί ξεχωριστό αντικείμενο σχέσεων και συναλλαγών στην εποχή του ιαδικτύου. Η Ψηφιακή Πληροφορία αφενός καθίσταται, σταδιακά, το σπουδαιότερο αντικείμενο συναλλαγής και αφετέρου αυτονομείται και δεν θα πρέπει να δομεί σχέσεις ιδιοκτησίας, κατοχής και εκμετάλλευσης, αλλά σχέσεις πρόσβασης στα δίκτυα διακίνησής της. 1.3 Η Έννοια του Πληροφοριακού Συστήματος Τα Πληροφοριακά Συστήματα, πέρα από τους υπολογιστές που προφανώς είναι μέρος τους, περιλαμβάνουν τις διαδικασίες που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή, την οργάνωση και την επεξεργασία δεδομένων. Μέρος 24
Πληροφοριακά Συστήματα των Πληροφοριακών Συστημάτων είναι τα μέσα στα οποία καταχωρίζονται οι πληροφορίες καθώς και με την ευρύτερη έννοια, οι άνθρωποι που συλλέγουν και χρησιμοποιούν τις πληροφορίες. Περιλαμβάνουν επίσης και σύστημα παρουσίασης των δεδομένων καθώς και άλλης γνώσης. Ο όρος Πληροφοριακό Σύστημα αναφέρεται σε ένα σύστημα προσώπων, αρχείων δεδομένων και δραστηριοτήτων, το οποίο επεξεργάζεται δεδομένα και πληροφορίες και περιλαμβάνει τις διαδικασίες αυτοματοποιημένες ή/και όχι αυτοματοποιημένες, που χρησιμοποιεί ένας οργανισμός. ιάφορα Ερευνητικά Ιδρύματα και Πανεπιστημιακά Τμήματα έχουν διατυπώσει ορισμούς σχετικούς με την έννοια του Πληροφοριακού Συστήματος. Ένας μηχανισμός που χρησιμοποιείται για την απόκτηση, την αρχειοθέτηση, την αποθήκευση και την ανάκτηση ενός οργανωμένου σώματος γνώσης είναι ένας ορισμός (CQ University, Australia) του Πληροφοριακού Συστήματος. Ένας συνοπτικός και πλήρης ορισμός δόθηκε από την Ακαδημία Πληροφοριακών Συστημάτων του Ηνωμένου Βασιλείου. Πληροφοριακά Συστήματα (Information Systems) είναι τα μέσα με τα οποία οι άνθρωποι και οι οργανισμοί, χρησιμοποιώντας τις τεχνολογίες, συγκεντρώνουν, επεξεργάζονται, αποθηκεύουν, χρησιμοποιούν και διαχέουν τις πληροφορίες. Το Πληροφοριακό Σύστημα είναι ένα ενοποιημένο σύνολο στοιχείων που σχετίζονται με τη συλλογή, την αποθήκευση, την επεξεργασία, τη διανομήδιάχυση και τη χρήση πληροφοριών, ώστε με τον τρόπο αυτό να υποστηρίζει τη λήψη αποφάσεων σχετικών με τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Ως τυπικά παραδείγματα Πληροφοριακών Συστημάτων αναφέρουμε το Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographic Information System), το Πληροφοριακό Σύστημα Εδάφους (Land Information System), το Πληροφοριακό Σύστημα Γεωγραφικών Ονομασιών (Geographic Names Information System), το Πληροφοριακό Σύστημα Ακτινολογίας (Radiology Information System), το Πληροφοριακό Σύστημα των Νοσοκομείων (Hospital Information System), καθώς και το Εκτελεστικό Πληροφοριακό Σύστημα (Executive Information System), το Αυτοματοποιημένο Πληροφοριακό Σύστημα (Automated Information System), το ικτυακό Πληροφοριακό Σύστημα (Network Information System) κ.λπ. 25
κεφάλαιο 1 Οι σχετικές έννοιες που χρησιμοποιούνται στα Πληροφοριακά Συστήματα σχετίζονται με έννοιες που θεωρούνται περισσότερο γνωστές από την Επιστήμη των Υπολογιστών, όπως αυτές του Λογισμικού, του Υλικού Ηλεκτρονικού Υπολογιστή κ.τ.λ. Στo επόμενo κεφάλαιo δίνονται με απλό τρόπο συνοπτικά πληροφορίες για κάποιες από αυτές τις έννοιες που κρίθηκε σκόπιμο, όπως των ικτύων Υπολογιστών (Computer Networks), καθώς και της ταξινόμησης ικτύων με βάση κριτήρια. Τα Πληροφοριακά Συστήματα έχουν σχέση με πάρα πολλές από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Έχουν εξελιχθεί σε ένα βασικό εργαλείο διοίκησης και η σπουδαιότητά τους συνεχώς αυξάνει ραγδαία τόσο σε ερευνητικό επίπεδο όσο και σε επίπεδο εφαρμογής, με αποτέλεσμα να διδάσκονται συστηματικά σε όλα τα Πανεπιστήμια παγκοσμίως και συνάμα να αποτελούν βασικότατη πηγή πληροφόρησης ειδικά για τη λήψη αποφάσεων. Σήμερα σχεδόν όλες οι μεγάλες εταιρείες έχουν στο οργανόγραμμά τους τη θέση του Γενικού ιευθυντή Πληροφοριακών Συστημάτων (CIO Chief Information Officer), ο οποίος αποτελεί Μέλος του ιοικητικού Συμβουλίου τους, μαζί με το ιευθύνοντα Σύμβουλο, το Γενικό Οικονομικό ιευθυντή, το Γενικό ιευθυντή Λειτουργίας και το Γενικό Τεχνικό ιευθυντή. Πολλές φορές ο Γενικός Τεχνικός ιευθυντής αναλαμβάνει ταυτοχρόνως τα καθήκοντα και τις αρμοδιότητες του Γενικού ιευθυντή Πληροφοριακών Συστημάτων. Τα Πληροφοριακά Συστήματα αποτελούν επιστημονικό πεδίο σχετιζόμενο με τις Τηλεπικοινωνίες, Επίγειες και ορυφορικές, την Τεχνητή Νοημοσύνη (Artificial Intelligence), τα Έμπειρα ή Εξειδικευμένα Συστήματα (Expert Systems), την Γεωπληροφορική κ.τ.λ. Η Τεχνητή Νοημοσύνη (Artificial Intelligence) είναι ο κλάδος που μελετάει πώς να κάνουμε τους υπολογιστές να εκτελούν αυτά που, προς το παρόν, οι άνθρωποι είναι καλύτεροι (Elaine Rich). Τα Έμπειρα ή Εξειδικευμένα Συστήματα προήλθαν από το χώρο της Τεχνητής Νοημοσύνης ως αποτέλεσμα της προσπάθειας του ανθρώπου να αυτοματοποιήσει την επεξεργασία εξειδικευμένης γνώσης που εμφανίζεται σε ποικίλες μορφές της καθημερινής ζωής. Όμως, τα Πληροφοριακά Συστήματα συνδέονται και με άλλες επιστημονικές περιοχές, όπως του Ηλεκτρονικού Επιχειρείν, της Εικονικής Πραγματικότητας, της Θεωρίας Πιθανοτήτων, της Ανάλυσης εδομένων, της Επιχειρησιακής Έρευνας, της Μαθηματικής Στατιστικής και των Αλγορίθμων κ.λπ. Οι ανωτέρω τομείς έχουν πολύχρονη πορεία στην Επιστήμη, αλλά τα τελευταία χρόνια τα Πληροφοριακά Συστήματα ακολούθησαν τη δική τους αυτόνομη πορεία. Τέλος, γενικότερα τα Πληροφοριακά Συστήματα έχουν εφαρμογή και σε άλλες επιστήμες, όπως η Θεωρία Οργάνωσης και ιοίκη- 26
Πληροφοριακά Συστήματα σης Επιχειρήσεων, η Κοινωνιολογία, οι Πολιτικές επιστήμες, η Ψυχολογία κ.λπ. Ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής κάθε Πληροφοριακού Συστήματος, η έννοιά του λαμβάνει συγκεκριμένο περιεχόμενο, χαρακτηριστικό της εφαρμογής. Ιστορικά, η μελέτη των Πληροφοριακών Συστημάτων ξεκίνησε από την Επιστήμη των Υπολογιστών σε μια προσπάθεια κατανόησης και συστηματικής περιγραφής της διαχείρισης της τεχνολογίας εντός των οργανισμών. Στο πεδίο της Επιστήμης Υπολογιστών ένα Πληροφοριακό Σύστημα αποτελείται από τριών ειδών συνιστώσες: 1. τη ομή (structure) του Πληροφοριακού Συστήματος Περιλαμβάνει τα μέσα αποθήκευσης (repositories) των δεδομένων είτε σε μόνιμη βάση είτε σε προσωρινή, όπως οι σκληροί δίσκοι, η μνήμη των υπολογιστών κ.λπ., καθώς και τις διεπαφές (interfaces), όπως τα πληκτρολόγια, οι εκτυπωτές, οι σαρωτές κ.λπ., μέσω των οποίων ανταλλάσσονται οι πληροφορίες μεταξύ ψηφιακού και μη-ψηφιακού κόσμου. 2. τα Κανάλια Επικοινωνίας (communication channels) του Πληροφοριακού Συστήματος Περιλαμβάνει τα κανάλια επικοινωνίας που συνδέουν τα μέσα αποθήκευσης των δεδομένων, όπως τα καλώδια, τις ασύρματες επίγειες ζεύξεις, τις δορυφορικές ζεύξεις κ.λπ. Το σύνολο των λογικών ή φυσικών καναλιών αποτελεί ένα δίκτυο. 3. την Έξοδο (behavior) του Πληροφοριακού Συστήματος Περιλαμβάνει τις υπηρεσίες, οι οποίες έχουν αξία για τους χρήστες ή για άλλες υπηρεσίες μέσω της ανταλλαγής μηνυμάτων καθώς και τα μηνύματα που σχετίζονται με τους χρήστες ή τις υπηρεσίες. Στη Γεωγραφία και τη Χαρτογραφία ένα Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS Geographic Information System) χρησιμοποιείται για να ενοποιήσει, αποθηκεύσει, τροποποιήσει, αναλύσει, κατανείμει και παρουσιάσει γεωγραφικού περιεχομένου πληροφορίες. Υπάρχουν πολλές εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών οι οποίες εκτείνονται μέχρι την Οικολογία και τη Γεωλογία κ.λπ. Στις Τηλεπικοινωνίες ο όρος Πληροφοριακό Σύστημα αναφέρεται σε οποιοδήποτε τηλεπικοινωνιακό ή/και σχετικό με υπολογιστές εξοπλισμό ή σε διασυνδεδεμένα συστήματα ή υποσυστήματα εξοπλισμών που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή, αποθήκευση, διαχείριση, διοίκηση, διακίνηση, έλεγχο, παρουσίαση, μεταγωγή, ανταλλαγή, εκπομπή ή λήψη φωνής ή/και δεδομένων (data). 27
κεφάλαιο 1 Η μελέτη των Πληροφοριακών Συστημάτων περιλαμβάνει τρεις κύριες κατευθύνσεις: τη Στρατηγική Πληροφοριακών Συστημάτων (Information Systems Strategy), τη ιοίκηση Πληροφοριακών Συστημάτων (Information Systems Management) και την Ανάπτυξη Πληροφοριακών Συστημάτων (Information Systems Development) 1.4 Ιστορική Αναδρομή Το 1987 ο οικονομολόγος Robert Solow (Nobel, 1987) σημείωνε ότι «Μπορείς να διακρίνεις την εποχή του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή παντού, εκτός από τις στατιστικές παραγωγικότητας», γνωστό ως «Παράδοξο Solow». Από τότε η έρευνα σε σχέση με το Παράδοξο απέδειξε ότι η επενδυτική έξαρση της δεκαετίας του 1990 στις τεχνολογίες πληροφορικής και επικοινωνιών οδήγησε σε σημαντικές βελτιώσεις παραγωγικότητας των επιχειρήσεων, των κλάδων άρα και των χωρών. Η βασική συμβολή της Ναυτιλίας στην ανάπτυξη της παγκόσμιας οικονομίας είναι η διαχρονική ενίσχυση του διεθνούς θαλάσσιου εμπορίου με ταυτόχρονη μείωση του κόστους της θαλάσσιας μεταφοράς φορτίων και εμπορευμάτων. Οι βασικοί προσδιοριστικοί παράγοντες αυτής της απόδοσης είναι: η αλματώδης ανάπτυξη των διεθνών επικοινωνιών, η εφαρμογή «οικονομιών κλίμακας», η μοναδοποίηση των φορτίων και η απελευθέρωση (deregulation) της διεθνούς ναυτιλίας. Από τα μέσα του 19 ου αιώνα μέχρι και το τέλος της δεκαετίας του 1960 οι σχετικά περιορισμένες διεθνείς επικοινωνίες υποστηρίχθηκαν μέσω τηλεγραφικών και τηλεφωνικών συνδέσεων και η αποστολή μηνυμάτων ήταν μια χρονοβόρος και δαπανηρή διαδικασία. Στο τέλος αυτής της περιόδου η εμφάνιση των Υπολογιστών παρείχε τρεις νέες υπηρεσίες στις διεθνείς επιχειρήσεις: μετάδοση τηλετύπων (broadcast telex), αυτόματα τηλεφωνικά κέντρα (automatic switchboards) και βάσεις δεδομένων που ενημερώνονται από απόσταση μέσω τερματικών (EDI). Η ικανότητα αυτή των Υπολογιστών να υποστηρίξουν τη λειτουργία του EDI 28
Πληροφοριακά Συστήματα πρόσθεσε μια νέα επαναστατική υπηρεσία επικοινωνιών στον κλάδο της διεθνούς επιχειρηματικότητας και ειδικότερα στη Ναυτιλία (Σχήμα 1.4-1). Σχήμα 1.4-1: Απεικόνιση των διεθνών επικοινωνιών (1860-1990) Πηγή: Stopford, 2000 Οι ναυτιλιακές επιχειρήσεις μπορούσαν πλέον να διενεργούν αυτόματες διεθνείς τηλεφωνικές κλήσεις, να αποστέλλουν τηλέτυπα και να διαχειρίζονται πληροφορίες φορτίων σε ηλεκτρονικές βάσεις δεδομένων. Στο Σχήμα 1.4-2 τονίζεται η, με γρήγορους ρυθμούς, αντικατάσταση της τηλεγραφίας από την τηλετυπία κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970. Σχήμα 1.4-2: ιάγραμμα τηλεγραφημάτων τηλετύπων (1960-1996) Πηγή: Stopford, 2000 29
κεφάλαιο 1 Σχήμα 1.4-3: Η πρώτη υποθαλάσσια καλωδίωση U.K.-U.S.A., 1858. Πηγή: http://www.atlantic-cable.com Σχήμα 1.4-4: Η πρώτη υποθαλάσσια καλωδίωση U.K.-Ινδίας, 1870 Πηγή: http://www.atlantic-cable.com Το σύγχρονο σύστημα εμπορίου άρχισε με την ύπαρξη επικοινωνίας και αρχικά με τη μεταφορά πληροφοριών μέσω των υποθαλάσσιων καλωδιακών συνδέσεων της Ευρώπης με τις Η.Π.Α. και την Ινδία (Σχήματα 1.4-3 και 1.4-4). 30
Πληροφοριακά Συστήματα Η ευημερία της Ναυτιλίας και του εμπορίου βασίζεται στην Πληροφορία και μάλιστα στη συνέχεια στην Ψηφιακή Πληροφορία. Στο δεύτερο ήμισυ του 20 ού αιώνα το κόστος και ο χρόνος επικοινωνιών μειώθηκαν απότομα, με αποτέλεσμα η διεθνής επιχειρηματικότητα και η ναυτιλία να ενισχυθούν σημαντικά. Αναπτύχθηκαν τα δίκτυα αγορών και ένας νέος κόσμος επιχειρηματικότητας. Αυτό οδήγησε στην ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας στην αγορά των «χύδην» φορτίων και υποβοήθησε σημαντικά τη μοναδοποίηση (και ειδικότερα την κιβωτιοποίηση) των φορτίων στην αγορά τακτικών γραμμών Η εισαγωγή της καλωδιακής τηλεγραφίας, της τηλετυπίας, της τηλεομοιοτυπίας και της τηλεφωνίας διεύρυνε τις παγκόσμιες αγορές. Η σημερινή κατάσταση του ιαδικτύου οφείλεται ουσιαστικά στην εξέλιξη των κεντρικών υπολογιστών (mainframes), οι οποίοι παρουσιάστηκαν τη δεκαετία του 1960. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας εικοσαετίας οι περισσότερες ναυτιλιακές επιχειρήσεις έχουν ευρύτατα εισαγάγει στην επιχειρησιακή τους λειτουργία τα δίκτυα Υπολογιστών. Η «επανάσταση» του ιαδικτύου στο χώρο του ναυτιλιακού επιχειρείν έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός νέου τρόπου επιχειρείν, καθώς με μικρό κόστος αντικαταστάθηκαν τα παλαιότερα συστήματα κεντρικών υπολογιστών που μέχρι τότε λειτουργούσαν σε πολύ μεγάλες ναυτιλιακές επιχειρήσεις. Στο Σχήμα 1.4-5 παρουσιάζεται το αντίστοιχο σημερινό παγκόσμιο δίκτυο υποθαλάσσιων καλωδιακών συνδέσεων. Συγκριτικά φαίνεται η αλματώδης στο χρόνο εξέλιξη των συνδέσεων αυτής της μορφής. Σχήμα 1.4-5: ίκτυο υποθαλάσσιων καλωδιακών συνδέσεων, 2008 Πηγή: http://www.telegeography.com 31
κεφάλαιο 1 Το Σχήμα 1.4-6 παρουσιάζει την εξέλιξη των ναυτιλιακών τηλεπικοινωνιών από το 1860, συμπεριλαμβανομένων των δικτύων Υπολογιστών, τα οποία εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1960 και του Παγκόσμιου Ιστού που εμφανίστηκε στην αρχή της δεκαετίας του 1990. Ο συνδυασμός τριών εξελίξεων σε διαφορετικούς τομείς σχηματοποίησε την υποδομή για την υποστήριξη αυτής της «τεχνολογικής επανάστασης»: α) Η εμφάνιση του λογισμικού πρόσβασης στον «ιστoχώρο» (Web Browser) Πριν από τον «ιστοχώρο», η από απόσταση πρόσβαση στα συστήματα Υπολογιστών απαιτούσε ειδικό τερματικό. Σήμερα, «web browsers» και «HTML/FTP» παρέχουν ένα διεθνές πρότυπο για την πρόσβαση σε αρχεία με αμελητέο κόστος και χρησιμοποιώντας λογισμικό ευχερώς διαθέσιμο σε μικρές και μεγάλες επιχειρήσεις. β) Η εξέλιξη του Λογισμικού Προσωπικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών (PC Software) Σχήμα 1.4-6: Η εξέλιξη των διεθνών επικοινωνιών στο 19ο και 20ό αιώνα Πηγή: Stopford, 2000 Στο Σχήμα 1.4-7 απεικονίζεται ενδεικτικά, όπως καταγράφηκε το έτος 1992, το δίκτυο επικοινωνιών στις πέντε ηπείρους, περιοχές Αρκτικής και 32
Πληροφοριακά Συστήματα Ανταρκτικής, καθώς και σε ωκεάνιες και θαλάσσιες περιοχές του πλανήτη. Σχήμα 1.4-7: Το δίκτυο παγκόσμιων επικοινωνιών, 1992 Πριν από είκοσι χρόνια, περίπου, το λογισμικό που είχε αναπτυχθεί για τους χρήστες προσωπικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ήταν ανεπαρκές και δύσχρηστο. Σήμερα η ισχύς, η ταχύτητα και η αποθηκευτική ικανότητα των προσωπικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών φθάνουν τα επίπεδα των κεντρικών υπολογιστών του παρελθόντος. Η εφαρμογή ενοποιημένων συστημάτων πληροφορικής είναι πλέον ευκολότερη και ευχερέστερη από ποτέ, με αποτέλεσμα οι μικρές επιχειρήσεις να μπορούν σήμερα να προχωρήσουν στην πλήρη ψηφιοποίησή τους. γ) Ευρυζωνικές Συνδέσεις (Broad Band Connections) Με τη συνεχή επέκταση του δικτύου οπτικών ινών και την εξέλιξη της τεχνολογίας το κόστος των επικοινωνιών μειώνεται σημαντικά, ενώ η ταχύτητα μετάδοσης των πληροφοριών αυξάνεται συνεχώς. Ο τομέας αυτός αναπτύσσεται με αλματώδη ρυθμό και χαρακτηρίζεται από πολύ φθηνές επικοινωνίες μετάδοσης δεδομένων (πληροφοριών, εικόνων, «video» σε «πραγματικό χρόνο» κ.ά.), ενώ οι τηλεδιασκέψεις και άλλες υπηρεσίες είναι πλέον πραγματικότητα. Στο Σχήμα 1.4-8 απεικονίζονται, κατά το έτος 2009, με εξαιρετικό τρόπο οι ιηπειρωτικές διαδικτυακές συνδέσεις μεταξύ: α) Ασίας-Ωκεανίας και 33
κεφάλαιο 1 Ηνωμένων Πολιτειών-Καναδά, β) Ηνωμένων Πολιτειών-Καναδά και Ευρώπης, γ) Ηνωμένων Πολιτειών-Καναδά και Λατινικής Αμερικής-Καραϊβικής, δ) Ευρώπης και Αφρικής. Απεικονίζεται πλήθος στατιστικών διαγραμμάτων και στη συνέχεια συνδέσεις επίσης μεταξύ: α) Ασίας-Ωκεανίας και Ευρώπης, β) Ευρώπης και Αφρικής, γ) Ηνωμένων Πολιτειών-Καναδά και Αφρικής, δ) Ασίας-Ωκεανίας και Αφρικής. Σχήμα 1.4-8: ιηπειρωτικές διαδικτυακές συνδέσεις, 2009 Πηγή: http://www.telegeography.com Τα εμπόδια εισόδου στις επιχειρηματικές επικοινωνίες αίρονται, καθώς διευρύνονται οι υπηρεσίες για φθηνή, γρήγορη, αξιόπιστη και ασφαλή μετάδοση πληροφοριών. Για τη Ναυτιλία και συνεπώς για το διεθνές εμπόριο αυτή είναι μια ιδιαίτερα ωφέλιμη εξέλιξη, αφού οδηγεί στην απρόσκοπτη ροή πληροφοριών και συνεπώς στην «ανεμπόδιστη» ενοποίηση (seamless integration) της «τροφοδοτικής αλυσίδας» (supply chain) και του διεθνούς εμπορίου γενικότερα. 34
Πληροφοριακά Συστήματα Σχήμα 1.4-9: Επικοινωνιακές ροές Πηγή: http://www.telegeography.com Στο Σχήμα 1.4-9 απεικονίζονται παραστατικά οι ροές πληροφοριών οι οποίες χαρακτηρίζονται αφενός από χαμηλό κόστος και αφετέρου από την αξιόπιστη και ασφαλή μετάδοση, όπως αυτές καταγράφηκαν το έτος 2005 σε παγκόσμιο επίπεδο. Στη συνέχεια παρουσιάζεται συνοπτικά η σημερινή εικόνα των πλέον εξελιγμένων τρόπων επικοινωνίας στο χώρο της Ναυτιλίας. Στο Σχήμα 1.4-10 παρουσιάζεται σε σχηματική απεικόνιση συνδυασμός επίγειων και δορυφορικών συστημάτων ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ σκαφών μέσω του ιαδικτύου. Μάλιστα απεικονίζεται σύνδεση για συλλογή υποθαλάσσιων δεδομένων με χρήση κατάλληλου εξοπλισμού. 35
κεφάλαιο 1 Σχήμα 1.4.-10: Σχηματική παράσταση των πλέον εξελιγμένων τρόπων επικοινωνίας στο χώρο της Ναυτιλίας 1.5 Αναγκαιότητα Χρήσης των Πληροφοριακών Συστημάτων στη Ναυτιλία Η εισαγωγή της χρήσης των Πληροφοριακών Συστημάτων σε μία Ναυτιλιακή επιχείρηση έχει πολλαπλές θετικές επιδράσεις στην επιχείρηση. Επιπλέον, δεν μπορούμε να παραβλέψουμε και τις θετικές επιδράσεις των εφαρμογών των εν λόγω Πληροφοριακών Συστημάτων στην Κοινωνία καθώς και στους εργαζομένους στις σχετικές επιχειρήσεις. Τα σύγχρονα Πληροφοριακά Συστήματα συλλέγουν, αποθηκεύουν, αναλύουν και διαχέουν δεδομένα και πληροφορίες και υποστηρίζουν με τον τρόπο αυτό τη λήψη αποτελεσματικότερων αποφάσεων για τους ενδιαφερόμενους φορείς. Ένα πλήθος προβλημάτων που συνδέονται με τη ναυσιπλοΐα και/ή με τις θαλάσσιες μεταφορές οδηγεί στην αδήριτη ανάγκη εισαγωγής των Πλη- 36
Πληροφοριακά Συστήματα ροφοριακών Συστημάτων στη Ναυτιλία. Η ανάγκη αυτή προκύπτει, μεταξύ άλλων, από: το γεγονός ότι τα Πληροφοριακά Συστήματα αποτελούν βασικό εργαλείο διοίκησης, το γεγονός ότι αποτελούν βασικότατη πηγή πληροφόρησης άρα και λήψης αποφάσεων, την ανάγκη αποτελεσματικής διαχείρισης των διαθέσιμων πόρων με στόχο την αποτελεσματική ικανοποίηση των αναγκών των θαλάσσιων μεταφορών, τον κορεσμό των θαλασσίων οδών, ειδικότερα στα σημεία του θαλάσσιου δικτύου που παρουσιάζουν μεγάλη κυκλοφορία λόγω αυξημένης πρόσβασης, όπως οι προσβάσεις στα λιμάνια, οι εποπτευόμενες περιοχές κ.λπ., την ανεπαρκή αξιοποίηση, λόγω έλλειψης έγκυρης και/ή έγκαιρης πληροφόρησης, των παράκτιων και πλωτών πόρων εξυπηρέτησης των πλοίων, την ανάγκη προσδιορισμού των κύριων χαρακτηριστικών 1 των ναυτικών ατυχημάτων και συμβάντων και των επιπτώσεων τους, από τα συλλεγόμενα δεδομένα από τα Ναυτιλιακά Πληροφοριακά Συστήματα, τη ρύπανση του θαλάσσιου περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένων των ακτών, και την έγκαιρη αντιμετώπισή της, καταρχήν με χρήση Εξοπλισμού Παρεμπόδισης Ρύπανσης, την ανάγκη εύρεσης μεθοδολογιών ανάλυσης (Kokotos D., 2002) και προσδιορισμού των αιτιών των ναυτικών ατυχημάτων, την αποφυγή δραστηριοτήτων, όπως της κατά κόρον συστηματικής πέραν του επιτρεπτού αλιείας, την ανάγκη ελέγχου δραστηριοτήτων που λαμβάνουν χώρα στο θαλάσσιο χώρο, όπως η παράνομη μετανάστευση, την έλλειψη πληροφοριών σχετικών με Ευκολίες Υποδοχής Λιμανιών (Port Reception Facilities) και/ή Αναγνωρισμένων Οργανισμών (Recognized Organizations), την ανάγκη παρεμπόδισης παράνομων εμπορικών πράξεων, όπως το παράνομο εμπόριο, οι μεταφορτώσεις εμπορευμάτων κ.λπ. την απαιτούμενη αποφυγή της ρύπανσης από εκπομπές αερίων, σχετικών με το φαινόμενο του Θερμοκηπίου (Greenhouse Gas Emissions), οι 1. Kokotos D., Giziakis K., Manolarakis Ch., 2004, I.A.M.E., Annual Conference Proceedings, Vol I, pp. 16-25. 37
κεφάλαιο 1 οποίες έχουν επιπτώσεις στις αλλαγές των κλιματολογικών συνθηκών σε όλο τον πλανήτη, την ανάγκη αποφυγής μερικής ή ολικής απώλειας των πλοίων 2 και των επιπτώσεων τους, την ανάγκη παροχής πληροφοριών για μεταφορές επικίνδυνων φορτίων, όπως χημικών χύδην, την απαιτούμενη ανάγκη διαφύλαξης της ασφάλειας των προσώπων, των πλοίων και των εμπορευμάτων και την αποφυγή των οικονομικών επιπτώσεων που έχουν όλα τα προαναφερθέντα στην οικονομία της κάθε χώρας. 1.6 Συνοπτική Παρουσίαση του Βιβλίου Στα πλαίσιο του παρόντος βιβλίου, και ειδικότερα στον πρώτο Τόμο του, αναπτύσσονται τα Συστήματα Τηλεπικοινωνιών και τα Πληροφοριακά Συστήματα που έχουν ιδιαίτερη σημασία στη Ναυτιλία και στις Μεταφορές. ίνεται μεγάλη έμφαση στα δορυφορικά συστήματα που λόγω της φύσης της ναυτιλιακής δραστηριότητας έχουν σημαντικό ρόλο. Αρχικά εξηγούνται βασικές προαπαιτούμενες έννοιες σχετικές με τα Συστήματα Τηλεπικοινωνιών και τα Πληροφοριακά Συστήματα που παρουσιάζονται. Ειδικότερα, αφού είδαμε τις έννοιες του Συστήματος και μάλιστα του Πληροφοριακού Συστήματος, της Ψηφιακής Πληροφορίας καθώς και την αναγκαιότητα χρήσης των Πληροφοριακών Συστημάτων στη Ναυτιλία, στο δεύτερο κεφάλαιο δίνεται η έννοια του Τηλεπικοινωνιακού Συστήματος και περιγράφεται η δομή του. Αναλυτικότερα, αναφέρονται τα σχετικά με τους Πομπούς, τα Μέσα Μετάδοσης και τους έκτες. Στη συνέχεια, αφού αναλυθούν τα Ενσύρματα και Ασύρματα μέσα μετάδοσης, παρουσιάζονται πίνακες με τις Ζώνες ραδιοσυχνοτήτων, καθώς και πίνακες με τις Ζώνες μικροκυμάτων και αναφέρονται οι εφαρμογές ανά Ζώνη και πίνακα. Εξηγούνται συνοπτικά τα σχετικά με την Τεχνική Πολυπλεξίας με ιαίρεση Συχνότητας, την Τεχνική Πολυπλεξίας με ιαίρεση Χρόνου, την Τεχνική Πολυπλεξίας με ιαίρεση Μήκους Κύματος και την Τεχνική Πολυπλεξίας με ιαίρεση Κωδικού. Επίσης, παρουσιάζονται οι εισαγωγικές έννοιες των επικοινωνιών διευρυμένου φάσματος. Τέλος, στα πλαίσια της θεματολογίας 2. Kokotos D., Smirlis G. Y., 2005, Journal of Transportations and Statistics, pp. 31-42, U.S Department of Transportation. 38
Πληροφοριακά Συστήματα του παρόντος βιβλίου, γίνονται συνοπτικές αναφορές σχετικά με τα Τηλεπικοινωνιακά Σήματα, τα Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα και τα Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα και παρουσιάζονται οι ασύρματες ευρυζωνικές συνδέσεις μέσω τεχνολογιών Wimax και WiFi. Το τρίτο κεφάλαιο περιλαμβάνει μια εισαγωγή στα δορυφορικά συστήματα. Εξετάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των δορυφόρων και τα διάφορα είδη δορυφόρων με έμφαση τους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους. Επίσης, παρουσιάζονται η κατάταξη και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των δορυφόρων με βάση το είδος της τροχιάς τους. Το τέταρτο κεφάλαιο του βιβλίου εξειδικεύει το θέμα των παγκόσμιων δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης που έχουν εφαρμογές στη Ναυτιλία και κυρίως τη ναυσιπλοΐα. Παρουσιάζονται οι οικογένειες των συστημάτων αυτών και τα χαρακτηριστικά τους. Εξετάζεται αρχικά το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (GPS Global Positioning System) και παρατίθενται με μεγάλη ανάλυση στοιχεία που αφορούν την αρχή λειτουργίας του, την τεχνολογία του και τις χρήσεις του, με έμφαση στις ναυτιλιακές χρήσεις του συστήματος. Μεταξύ άλλων περιγράφονται διεξοδικά τα μέρη του συστήματος αυτού, η διαδικασία και οι κώδικες διαμόρφωσης των σημάτων του, οι χρησιμοποιούμενες συχνότητες, οι τρόποι μετρήσεων, οι κύριες λειτουργίες του συστήματος και τα χρησιμοποιούμενα συστήματα αναφοράς. Αναφέρονται τα σχετικά με τη βέλτιστη θέση πάνω στο σκάφος δεκτών καθώς και βασικές αρχές για το συντονισμό τους. Σχολιάζονται οι βασικές επιλογές και έλεγχοι στους οποίους πρέπει να προβαίνει ο πλοηγός του σκάφους και αφορούν την ακρίβεια προσδιορισμού θέσης από το σύστημα. Επειδή η ακρίβεια λειτουργίας του συστήματος έχει σχέση με τα σφάλματα, έμφαση δίνεται στα συστηματικά σφάλματα των μετρήσεων που αφορούν: τους δορυφόρους, το άμεσο περιβάλλον στο οποίο γίνονται οι μετρήσεις, την ατμόσφαιρα, τους δέκτες και τις κεραίες τους, καθώς και στα τυχαία σφάλματα. Σχετικά με τη χάραξη πορείας σκάφους, αφού παρουσιασθούν δυνατότητες των δεκτών όπως ο Συναγερμός Αγκυροβολίου (Anchor alarm facility) για την αποφυγή προσέγγισης ακτών, ο Συναγερμός για τα Αβαθή Ύδατα (Shallow alarm) ο οποίος ενεργοποιείται όταν το πλοίο βρίσκεται σε ρηχά νερά, κ.λπ., σχολιάζονται για τρεις διαφορετικές περιπτώσεις οι 39
κεφάλαιο 1 ενδείξεις οθόνης δέκτη και ερμηνεύονται στην πιο απλή μορφή τους οι πληροφορίες. Στο τέταρτο κεφάλαιο κρίθηκε σκόπιμο να συμπεριληφθούν μερικά από τα πλέον προηγμένα συστήματα που χρησιμοποιούνται για μεγαλύτερη ακρίβεια και συγκεκριμένα το ιαφορικό σύστημα, το Επαυξημένο Σύστημα ευρείας περιοχής καθώς και η τεχνική εντοπισμού θέσης με χρήση Εικονικών Σταθμών Αναφοράς. Το ιαφορικό σύστημα εντοπισμού θέσης (DGPS-Differential GPS) βοηθά να διορθωθεί σημαντικό μέρος των σφαλμάτων που κυρίως οφείλονται στην ύπαρξη ιονισμένων μορίων στην ιονόσφαιρα, τα οποία διαταράσσουν τα δορυφορικά σήματα. Το Επαυξημένο Σύστημα ευρείας περιοχής (WAAS-Wide Area Augmentation System) βοηθά να διορθωθεί σημαντικό μέρος κυρίως των σφαλμάτων που οφείλονται στο μη βέλτιστο συγχρονισμό των δορυφόρων με τους δέκτες, κ.λπ. Απαραίτητη είναι και γίνεται η σύγκριση των συστημάτων WAAS και DGPS. Με στόχο την κάλυψη κενών λόγω μη ικανοποιητικής πυκνότητας του αριθμού των σταθμών ανά περιοχή χρησιμοποιούνται οι Εικονικοί Σταθμοί Αναφοράς (VRS Virtual Reference Stations). Επίσης δίνονται πληροφορίες για λογισμικό δημιουργίας μοντέλου εικονικών σταθμών αναφοράς, το οποίο παρέχει υψηλή ακρίβεια σε ευρεία περιοχή. Το κεφάλαιο κλείνει με αναφορά σε γενικές χρήσεις του συστήματος το οποίο συμβάλλει ουσιαστικά σε εφαρμογές πλοήγησης παγκοσμίως, καθώς και σε εφαρμογές στις οποίες απαιτείται η ακριβής και τεκμηριωμένη παρουσίαση πληροφοριών στη χωρική τους διάσταση. Αναπτύσσονται εφαρμογές του στη Ναυτιλία και μάλιστα στη Ναυσιπλοΐα όπου το σύστημα χρησιμοποιείται ως το βασικό εργαλείο πλοήγησης συμπληρώνοντας τις κλασικές μεθόδους πλοήγησης και μάλιστα σε μερικές περιπτώσεις τείνει να τις αντικαταστήσει. ίνεται ιδιαίτερο βάρος στο παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης, διότι, πέρα από τα προαναφερθέντα, συμβάλλει καθοριστικά και στην ανάπτυξη πολλών άλλων σημαντικών συστημάτων που αφορούν στην ασφάλεια της Ναυσιπλοΐας. Σχολιάζεται η συμβατότητα με το Παγκόσμιο Ναυτιλιακό Σύστημα Κινδύνου και Ασφάλειας (GMDSS Global Maritime Distress and Safety System), η αλληλοσυμπλήρωση με συστήματα όπως το Πληροφοριακό Σύστημα Ηλεκτρονικών Χαρτών (ECDIS Electronic Chart Display and Information Systems), το Σύστημα Αυτόματης Ταυτοποίησης- Αναγνώρισης (AIS Automatic Identification System), το Σύστημα Ελέγχου Θαλάσσιας Κυκλοφορίας (VTS Vessel Traffic Systems) και το Πληροφοριακό Σύστημα ιαχείρισης της Θαλάσσιας Κυκλοφορίας (VTMIS Vessel Traffic Management and Information System). 40