Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Раздел II. Базы данных информационных систем




 

Глава 5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

Основные понятия и определения

 

Автоматизированные информационно-справочные системы (АИСС) в настоящее время получили весьма широкое распространение, что связано прежде всего со сравнительной простотой их создания и исключительно высоким эффектом от внедрения. Методологической основой информационных технологий, реализуемых в АИСС, являются концепции централизованной (в рамках разработки баз и банков данных) и распределенной (в рамках создания информационных сетей) обработки информации.

В науке одним из наиболее сложных для строгого определения является понятие «информация». Согласно кибернетическому подходу, «информация — первоначально сообщение данных, сведений, осведомление и т.п. Кибернетика вывела понятие «информация» за пределы человеческой речи и других форм коммуникации между людьми, связала его с целенаправленными системами любой природы. Информация выступает в трех формах:

· биологической (биотоки; связи в генетических механизмах);

· машинной (сигналы в электрических цепях);

· социальной (движение знаний в общественных системах)» [15].

Иными словами, «информация — связь в любых целенаправленных системах, определяющая их целостность, устойчивость, уровень функционирования» [49]. Содержание и особенности информации раскрываются указанием действий, в которых она участвует:

· хранение (на некотором носителе информации);

· преобразование (в соответствии с некоторым алгоритмом);

· передача (с помощью передатчика и приемника по некоторой линии связи).

В соответствии с этим же подходом «данные — факты и идеи, представленные в формализованном виде, позволяющем передавать или обрабатывать их при помощи некоторого процесса и соответствующих технических устройств» [15].

В источниках [49, 53] понятия «информация» и «данные» определены несколько иначе.

«Информация: 1) совокупность знаний о фактических данных и связях между ними; 2) в вычислительной технике — содержание, присваиваемое данным посредством соглашений, распространяющихся на эти данные; данные, подлежащие вводу в ЭВМ, хранимые в ее памяти, обрабатываемые на ЭВМ и выдаваемые пользователям».

«Данные — информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека» [53].

Как легко заметить, приведенные определения вынужденно используют такие сложно определяемые понятия, как «факты», «идеи» и особенно «знания».

В дальнейшем под информацией будем понимать любые сведения о процессах и явлениях, которые в той или иной форме передаются между объектами материального мира (людьми, животными, растениями, автоматами и др.).

Если рассмотреть некоторый объект материального мира, информация о котором представляет интерес, и наблюдателя (в роли которого и выступают АИС), способного фиксировать эту информацию в определенной, понятной другим форме, то говорят, что в памяти (сознании) наблюдателя находятся данные, описывающие состояние объекта. Таким образом, данными будем называть формализованную информацию, пригодную для последующей обработки, хранения и передачи средствами автоматизации профессиональной деятельности.

Информацию в ЭВМ можно хранить в виде различных данных (числовых, текстовых, визуальных и т.п.). Более того, для описания одной и той же информации можно предложить различные варианты их состава и структуры. Иными словами, правомерно говорить о моделировании в АИС информации о некотором множестве объектов материального мира совокупностью взаимосвязанных данных.

Информационное обеспечение (information support) АИС — совокупность единой системы классификации и кодирования информации; унифицированных систем документации и используемых массивов информации [53, 54]. В дальнейшем нас будет интересовать именно последний аспект данного определения.

В этой связи в качестве главных задач создания информационного обеспечения АИС можно выделить, во-первых, определение состава и структуры данных, достаточно «хорошо» описывающих требуемую информацию, во-вторых, обоснование способов хранения и переработки данных с использованием ЭВМ.

Процесс создания информационного обеспечения включает несколько этапов, рассмотрению которых посвящен подразд. 5.2. В данном подразделе остановимся на понятиях и определениях, связанных с технологией банков данных.

Прежде чем определить понятие «банк данных», необходимо остановиться на другом ключевом понятии — «предметная область».

Под предметной областью будем понимать информацию об объектах, процессах и явлениях окружающего мира, которая с точки зрения потенциальных пользователей должна храниться и обрабатываться в информационной системе. В этом определении особое внимание следует уделить важности роли потенциальных потребителей информационных ресурсов АИС. Именно этот аспект обусловливает и структуру, и основные задачи, и вообще целесообразность создания того или иного банка.

Банк данных — ИС, включающая в свой состав комплекс специальных методов и средств для поддержания динамической информационной модели предметной области с целью обеспечения информационных потребностей пользователей [15, 39]. Очевидно, что банк данных может рассматриваться как специальная обеспечивающая подсистема в составе старшей по иерархии АИС.

Поддержание динамической модели предметной области предусматривает не только хранение информации о ней и своевременное внесение изменений в соответствии с реальным состоянием объектов, но и обеспечение возможности учета изменений состава этих объектов (в том числе появление новых) и связей между ними (т.е. изменений самой структуры хранимой информации).

Обеспечение информационных потребностей (запросов) пользователей имеет два аспекта [45]:

· определение границ конкретной предметной области и разработка описания соответствующей информационной модели;

· разработка банка данных, ориентированного на эффективное обслуживание запросов различных категорий пользователей.

С точки зрения целевой направленности профессиональной деятельности принято выделять пять основных категорий пользователей [45]: аналитики, системные программисты, прикладные программисты, администраторы, конечные пользователи.

Различают пользователей постоянных и разовых; пользователей-людей и пользователей-задач; пользователей с различным уровнем компетентности (приоритетом) и др., причем каждый класс пользователей предъявляет собственные специфические требования к своему обслуживанию (прежде всего с точки зрения организации диалога «запрос —ответ»). Так, например, постоянные пользователи, как правило, обращаются в банк данных с фиксированными по форме (типовыми) запросами; пользователи-задачи должны иметь возможность получать информацию из банка данных в согласованной форме в указанные области памяти; пользователи с низким приоритетом могут получать ограниченную часть информации и т.д. Наличие столь разнообразного состава потребителей информации потребовало включения в банк данных специального элемента — словаря данных, о чем будет сказано ниже.

Уровень сложности и важности задач информационного обеспечения АИС в рамках рассматриваемой технологии определяет ряд основных требований к банку данных [53]:

· адекватность информации состоянию предметной области;

· быстродействие и производительность;

· простота и удобство использования;

· массовость использования;

· защита информации;

· возможность расширения круга решаемых задач.

(Отметим, что все названные требования можно предъявить и к любому финансовому банку.)

По сравнению с традиционным обеспечением монопольными файлами каждого приложения централизованное управление данными в банке данных имеет ряд важных преимуществ:

· сокращение избыточности хранимых данных;

· устранение противоречивости хранимых данных;

· многоаспектное использование данных (при однократном вводе);

· комплексная оптимизация (с точки зрения удовлетворения разнообразных, в том числе и противоречивых, требований «в целом»);

· обеспечение возможности стандартизации;

· обеспечение возможности санкционированного доступа к данным и др.

Все названные преимущества, по существу, связаны с такими основополагающими принципами концепции банка данных, как интеграция данных, централизация управления ими и обеспечение независимости прикладных программ обработки данных и самих данных.

Структура типового банка данных, удовлетворяющего предъявляемым требованиям, представлена на рис. 5.1.

 

 

Подробнее остановимся на составляющих банка данных, представляющих наибольший интерес.

База данных — совокупность специальным образом организованных (структурированных) данных и связей между ними. Иными словами, БД — это так называемое датологическое (от англ. data — данные) представление информации о предметной области. Если в состав банка данных входит одна БД, банк принято называть локальным; если БД несколько — интегрированным.

Словарь данных предназначен для хранения единообразной и централизованной информации обо всех ресурсах данных конкретного банка:

· об объектах, их свойствах и отношениях для данной ПО;

· данных, хранимых в БД (наименование, смысловое описание, структура, связи и т.п.);

· возможных значениях и форматах представления данных;

· источниках возникновения данных;

· кодах защиты и разграничении доступа пользователей к данным и т. п.

Система управления базами данных — специальный комплекс программ и языков, посредством которого организуется централизованное управление БД и обеспечивается доступ к ним.

В состав любой СУБД входят языки двух типов:

· язык описания данных (с его помощью описываются типы данных, их структура и связи);

· язык манипулирования данными (его часто называют «язык запросов к БД»), предназначенный для организации работы с данными в интересах всех типов пользователей.

Администратор БД — это лицо (группа лиц), реализующее управление БД. В этой связи сам банк данных можно рассматривать как автоматизированную систему управления БД. Функции администратора БД являются долгосрочными; он координирует все виды работ на этапах создания и применения банка данных. На стадии проектирования администратор БД выступает как идеолог и главный конструктор системы; на стадии эксплуатации он отвечает за нормальное функционирование банка данных, управляет режимом его работы и обеспечивает безопасность данных (последнее особенно важно при современном уровне развития средств коммуникации — см. гл. 3). Основные функции администратора БД [15, 54]:

· решать вопросы организации данных об объектах ПО и установления связей между этими данными с целью объединения информации о различных объектах; согласовывать представления пользователей;

· координировать все действия по проектированию, реализации и ведению БД; учитывать текущие и перспективные требования пользователей; следить, чтобы БД удовлетворяли актуальным потребностям;

· решать вопросы, связанные с расширением БД в связи с изменением границ ПО;

· разрабатывать и реализовывать меры по обеспечению защиты данных от некомпетентного их использования, от сбоев технических средств, по обеспечению секретности определенной части данных и разграничению доступа к ним;

· выполнять работы по ведению словаря данных; контролировать избыточность и противоречивость данных, их достоверность;

· следить за тем, чтобы банк данных отвечал заданным требованиям по производительности, т. е. чтобы обработка запросов выполнялась за приемлемое время;

· выполнять при необходимости изменения методов хранения данных, путей доступа к ним, связей между данными, их форматов; определять степень влияния изменений в данных на всю БД;

· координировать вопросы технического обеспечения системы аппаратными средствами, исходя из требований, предъявляемых БД к оборудованию;

· координировать работы системных программистов, разрабатывающих дополнительное программное обеспечение для улучшения эксплуатационных характеристик системы;

· координировать работы прикладных программистов, разрабатывающих новые прикладные программы, и выполнять их проверку и включение в состав ПО системы и т. п.

На рис. 5.2 представлен типовой состав группы администратора БД, отражающий основные направления деятельности специалистов.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 382 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Человек, которым вам суждено стать – это только тот человек, которым вы сами решите стать. © Ральф Уолдо Эмерсон
==> читать все изречения...

2316 - | 2171 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.