Информационные системы классифицируют по следующим признакам. Элементы реляционной модели. Ресурсы информационных систем
Занятие №5.
Тема 2. Информация и информационные технологии.
Тема 2.3. Информационные системы. Классификация.
Информационная система {ИС) представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работника любой профессии информацией для реализации функции управления. Другими словами информационная система - это упорядоченная совокупность документированной информации и информационных технологий.
Как и каждая система, ИС обладает свойствами делимости и целостности. Делимость означает, что систему можно представлять из различных самостоятельных составных частей - подсистем. Возможность выделения подсистем упрощает анализ, разработку, внедрение и эксплуатацию ИС. Свойство целостности указывает на согласованность функционирования подсистем в системе в целом.
В зависимости от уровня автоматизации различают ручные, автоматизированные и автоматические информационные системы.
Ручные ИС характеризуются выполнением всех операций по переработке информации человеком. В автоматизированных ИС часть функций управления или обработки данных осуществляются автоматически, а часть - человеком. В автоматических ИС все функции управления и обработки информации выполняются техническими средствами без участия человека.
Информационная система включает в себя информационную среду и информационные технологии, определяющие способы реализации информационных процессов.
Информационная среда - это совокупность систематизированных и организованных специальным образом данных и знаний.
Различают несколько поколений ИС.
Первое поколение ИС (1960-1970 гг.) строилось на базе центральных ЭВМ по принципу «одно предприятие - один центр обработки», а в качестве стандартной среды выполнения приложений служила операционная система фирмы IBM - MVX.
Второе поколение ИС (1970-1980 гг.) характеризуется частичной децентрализацией ИС, когда мини-компьютеры типа DEC VAX, соединенные с центральной ЭВМ, стали использоваться в офисах и отделениях организации.
Третье поколение ИС (1980-1990 гг.) определяется появлением вычислительных сетей, объединяющих разрозненные ИС в единую систему.
Четвертое поколение ИС (1990 г. - до нашего времени) характеризуется иерархической структурой, в которой центральная об работка и единое управление ресурсами ИС сочетается с распределенной обработкой информации. В качестве центральной вычислительной системы может быть использован суперкомпьютер. В большинстве случаев наиболее рациональным решением представляется модель ИС, организованная по принципу: центральный сервер системы - локальные серверы - станции-клиенты.
Информатизация постепенно становится стержнем, основой и технологическим фундаментом цивилизации.
Почему же мы сейчас говорим об информатизации как о особом факторе развития цивилизации? Ответ на этот вопрос заключен в неуклонном возрастании роли информационных процессов в жизни общества. Сегодня информация превратилась в стратегический ресурс человечества, единственный из всех ресурсов, который при потреблении не убывает, а возрастает.
Информационная революция вбирает в себя все новые и новые сферы человеческих интересов. Компьютер стал своего рода эпицентром, ядром «информационной революции».
Классификацию информационных систем можно проводить по ряду признаков: по назначению, по структуре аппаратных средств, по режиму работы и по характеру взаимодействия с пользователями.
Классификация информационных систем по назначению.
По назначению ИС можно разделить на информационно-управляющие, информационно-поисковые, системы поддержки принятия решений, обработки данных и информационно-справочные системы.
Информационно-управляющие системы - это системы для сбора и обработки информации, необходимой для управления организацией, предприятием, отраслью.
Системы поддержки принятия решений предназначены для накопления и анализа данных, необходимых для принятия решений в различных сферах деятельности людей.
Информационно-поисковые системы - это системы, основное назначение которых поиск информации, содержащейся в различных базах данных, различных вычислительных системах, разнесенных, как правило, на значительные расстояния.
К информационно-справочным системам относятся автоматизированные системы, работающие в интерактивном режиме и обеспечивающие пользователей справочной информацией.
Системы обработки данных - это класс информационных систем, основной функцией которых являются обработка и архивация больших объемов данных.
Классификация информационных систем по структуре аппаратных средств.
Эта классификация информационных систем подразделяет их на однопроцессорные, многопроцессорные и многомашинные системы (сосредоточенные системы, системы с удаленным доступом и вычислительные сети).
Однопроцессорные ИС строятся на базе одного процессора компьютера, тогда как многопроцессорные системы используют ресурсы нескольких процессоров.
Многомашинные системы представляют собой вычислительные комплексы. В сосредоточенных вычислительных системах весь комплекс оборудования, включая терминалы пользователей, сосредоточен в одном месте, поэтому для связи между отдельными компьютерами системы не требуется применение системы передачи данных.
Системы с удаленным доступом (с телеобработкой) обеспечивают связь между терминалами пользователей и вычислительными средствами методом передачи данных по каналам связи (с использованием систем передачи данных).
Вычислительные сети - это взаимосвязанная совокупность территориально рассредоточенных систем обработки данных, средств и систем связи и передачи данных, обеспечивающая пользователям дистанционный доступ к вычислительным ресурсам и коллективное использование этих ресурсов.
Классификация информационных систем по режиму работы.
Если рассматривать используемый режим функционирования информационных систем, то можно выделить однопрограммный и мультипрограммный режимы вычислительной системы.
По характеру обслуживания пользователей выделяют пакетный режим, а также режимы индивидуального и коллективного пользования.
Пакетная обработка - это обработка данных или выполнение заданий, накопленных заранее таким образом, что пользователь не может влиять на обработку, пока она продолжается. Она может вестись как в однопрограммном, так и в мультипрограммном режимах.
В режиме индивидуального пользования все ресурсы системы предоставляются в распоряжение одного пользователя, тогда как
в режиме коллективного пользования возможен одновременный доступ нескольких независимых пользователей к ресурсам вычислительной системы. Коллективное пользование в режиме запрос-ответ предполагает, что система обслуживает запрос каждого пользователя без прерываний.
Классификация информационных систем по характеру взаимодействия с пользователями.
По характеру взаимодействия с пользователями выделяют системы, работающие в диалоговом и интерактивном режимах.
В диалоговом режиме человек взаимодействует с системой обработки информации, при этом человек и система обмениваются информацией в темпе, соизмеримом с темпом обработки информации человеком. Интерактивный режим - это режим взаимодействия человека и процесса обработки информации, выражающийся в разного рода воздействиях на этот процесс, предусмотренных механизмом управления конкретной системы и вызывающих ответную реакцию процесса.
По особенностям функционирования информационной системы во времени выделяют режим реального времени - режим обработки информации, при котором обеспечивается взаимодействие системы обработки информации с внешними по отношению к ней процессами в темпе, соизмеримом со скоростью протекания этих процессов.
Состав и характеристика качества информационных систем.
Элементарные операции информационного процесса включают:
сбор, преобразование информации, ввод в компьютер;
передачу информации;
хранение и обработку информации;
предоставление информации пользователю.
Можно выделить две основные группы характеристик, которые нужно принимать во внимание при анализе качества информационных процессов: временные характеристики и характеристики качества результирующей информации на выходе информационного процесса.
К показателям временных свойств информационных процессов относятся:
Среднее время и дисперсия времени выполнения информационного процесса (среднее время реакции информационной системы на запрос пользователя);
Продолжительность временного интервала, в течение которого информационный процесс завершается с заданной вероятностью.
Качество информационных систем характеризуется:
достоверностью данных - свойством данных не содержать скрытых ошибок;
целостностью данных - свойством данных сохранять свое информационное содержание;
безопасностью данных - защищенностью данных от несанкционированного доступа к ним.
Итак, мы рассмотрели основные термины и понятия информационной технологии, провели классификацию информационных систем, изучили структуру информационного процесса, а также характеристики и показатели качества информационных процессов.
Контрольные вопросы
Приведите классификацию информационных систем.
Что такое «Информационная система»
В зависимости от степени автоматизации информационных процессов ИС подразделяются на ручные, автоматические и автоматизированные.
Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.
Автоматические ИС выполняют все операции по переработке информации без участия человека.
Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем, главная роль отводится компьютеру.
Автоматизированные ИС имеют различные модификации и, в свою очередь, могут классифицироваться:
по характеру использования информации (информационно-поисковые, информационно-решающие, управляющие, советующие);
по сфере применения
Классификация ис по сферам применения:
ИС организационного управления;
ИС управления технологическими процессами;
ИС автоматизированного проектирования (САПР);
Интегрированные (корпоративные) ИС.
ИС организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала (оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет и т.д.).
ИС управления технологическими процессами предназначены для автоматизации функций производственного персонала (обслуживание поточных линий, изготовление микросхем, сборка и т.д.).
ИС автоматизированного проектирования (САПР) – для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов.
Интегрированные (корпоративные) – для автоматизации всех функций фирмы.
Вопросы для самопроверки
Перечислите подсистемы, входящие в экономическую информационную систему.
Что входит в понятие информационного обеспечения экономической информационной системы?
Что входит в понятие технического обеспечения экономической информационной системы?
Что входит в понятие математического обеспечения экономической информационной системы?
Что входит в понятие программного обеспечения экономической информационной системы?
Что входит в понятие организационного обеспечения экономической информационной системы?
Что входит в понятие правового обеспечения экономической информационной системы?
Перечислите основные классы информационных систем.
Перечислите классы информационных систем по функциональному признаку.
Перечислите задачи, решаемые производственной информационной системой.
Перечислите задачи, решаемые маркетинговой информационной системой.
Перечислите задачи, решаемые финансовой информационной системой.
Перечислите задачи, решаемые кадровой информационной системой.
Перечислите классы информационных систем по уровням управления.
Каковы функции управления оперативного уровня?
Каковы функции управления функционального уровня?
Каковы функции управления стратегического уровня?
Перечислите классы информационных систем по степени автоматизации.
Перечислите классы информационных систем по сферам применения.
4. Ресурсы информационных систем
Ресурсы ИС – это всё то, что используется для решения задач пользователей. Ресурсами ИС являются:
процессор;
оперативная память;
внешняя память;
устройства ввода-вывода;
программы.
Пользователь, который обращается к какому-либо узлу через сеть, называется удаленным пользователем. Компьютер, к которому обращаются через компьютерную сеть, делит ресурсы между локальными пользователями и удаленными. Происходит разделение ресурсов. Существуют следующие модели разделения ресурсов:
Модель 1. Удаленный пользователь может работать со всеми ресурсами узла, к которому он обратился. Эта модель называется – “Хост-Терминал ”
Хост – это узел сети, который предоставляет все пять видов ресурсов для удаленных пользователей.
Терминал – устройство для связи с этим узлом (хостом).
Терминал представляет собой комбинацию мониторов, клавиатуры и блока для подключения к компьютерной сети.
Такая модель чаще встречается при применении суперЭВМ или мини-ЭВМ (до 10 000 терминалов).
Такая модель имеет определенные преимущества и недостатки.
Преимущества:
1) терминал дешевое и надежное устройство;
2) при модернизации программных и аппаратных средств модернизация выполняется на одном компьютере;
3) возможен строгий контроль работы пользователей;
4) нет графического интерфейса, по сети передаются небольшие объёмы данных.
Недостатки:
1) каждый пользователь может работать с программами и данными, с которыми разрешено;
2) нет графического пользовательского интерфейса (нет мыши);
3) при выходе центрального компьютера из строя вся система перестаёт работать.
Банкоматы – пример хост-терминала.
Модель 2 . Пользователь имеет компьютер, который тоже является узлом сети. По мере необходимости происходит обращение к другим узлам сети за какими-то ресурсами. В этом случае для удаленных пользователей предоставляется три последних вида ресурсов (процессор, внешняя память, устройства ввода-вывода).
Эта модель называется "Клиент-Сервер ".
Клиент – тот, кто обращается за ресурсами, а сервер – тот, кто их предоставляет.
Преимущества модели "Клиент-Сервер :
1. Клиент и сервер могут работать независимо друг от друга. Если какой-либо сервер перестал работать, то это не приводит к остановке всей системы.
2. Каждый узел сети может быть и клиентом и сервером, причем одновременно.
3. Каждый пользователь может использовать все программы своего узла.
4. Пользователь на рабочем месте имеет такой интерфейс, какой хочет.
Недостатки:
1. При изменении программных средств на сервере - требуется изменение аппаратных средств клиентов.
2. По сети передаются большие объемы данных. За последние три года требования в скорости сети увеличились в три раза.
3. Невозможно в полной мере контролировать работу пользователей.
В реальных системах встречаются особенности и первой, и второй модели.
Ручные ИС Например
Автоматические ИС
Автоматизированные ИС
Классификация информационных систем по уровням управления
Выделяют:
- информационные системы оперативного (операционного) уровня – бухгалтерская, банковских депозитов, обработки заказов, регистрации билетов, выплаты зарплаты;
- информационная система специалистов – офисная автоматизация, обработка знаний (включая экспертные системы);
- информационные системы тактического уровня (среднее звено) – мониторинг, администрирование, контроль, принятие решений;
- стратегические информационные системы – формулирование целей, стратегическое планирование.
Информационные системы оперативного (операционного) уровня
Информационная система оперативного уровня поддерживает специалистов-исполнителей, обрабатывая данные о сделках и событиях (счета, накладные, зарплата, кредиты, поток сырья и материалов). Назначение информационной системы на этом уровне - отвечать на запросы о текущем состоянии и отслеживать поток сделок в фирме, что соответствует оперативному управлению. Чтобы с этим справляться, информационная система должна быть легко доступной, непрерывно действующей и предоставлять точную информацию.
Задачи, цели и источники информации на оперативном уровне заранее определены и в высокой степени структурированы. Решение запрограммировано в соответствии с заданным алгоритмом.
Информационная система оперативного уровня является связующим звеном между фирмой и внешней средой. Если система работает плохо, то организация либо не получает информации извне, либо не выдает информацию. Кроме того, система - это основной поставщик информации для остальных типов информационных систем в организации, т.к. содержит и оперативную, и архивную информацию.
Стратегические информационные системы
Развитие и успех любой организации (фирмы) во многом определяются принятой в ней стратегией. Под стратегией
понимается набор методов и средств решения перспективных долгосрочных задач. В этом контексте можно воспринимать и понятия стратегический метод, стратегическое средство, стратегическая система
.
В настоящее время в связи с переходом к рыночным отношениям вопросу стратегии развития и поведения фирмы стали уделять большое внимание, что способствовало коренному изменению во взглядах на информационные системы. Они стали расцениваться как стратегически важные системы, которые влияют на изменение выбора целей фирмы, ее задач, методов, продуктов, услуг, позволяя опередить конкурентов, а также наладить более тесное взаимодействие потребителей с поставщиками. Появился новый тип информационных систем - стратегический.
Стратегическая информационная система - компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений по реализации перспективных стратегических целей развития организации. Известны ситуации, когда новое качество информационных систем заставляло изменять не только структуру, но и профиль фирм, содействуя их процветанию. Однако при этом возможно возникновение нежелательной психологической обстановки, связанное с автоматизацией некоторых функций и видов работ, так как это может поставить некоторую часть работающих в затруднительное положение.
База данных и СУБД. Примеры использования СУБД на этапе сбора и обработки криминалистически значимой информации.
· База данных - совместно используемый набор логически связанных данных. Это единое хранилище данных, которое однократно определяется, а затем используется одновременно многими пользователями.
· Система управления базами данных (СУБД) - это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
Информационная система
представляет собой систему, реализующую автоматизиро-ванный сбор, обработку и манипулирование данными и включающая технические сред-ства обработки данных, программное обеспечение и обслуживающий персонал.
Современной формой информационных систем являются банки данных
, которые включают в свой состав вычислительную систему, одну или несколько баз данных (БД), систему управления базами данных (СУБД) и набор прикладных программ (ПП). Основными функциями банков данных являются:
хранение данных и их защита;
изменение (обновление, добавление и удаление) хранимых данных;
поиск и отбор данных по запросам пользователей;
обработка данных и вывод результатов.
База данных
обеспечивает хранение информации и представляет собой поименован-ную совокупность данных, организованных по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.
Система управления
базами данных представляет собой пакет прикладных программ и совокупность языковых средств, предназначенных для создания, сопровождения и ис-пользования баз данных.
Прикладные программы
(приложения) в составе банков данных служат для обработки данных, вычислений и формирования выходных документов по заданной форме.
Процесс создания информационной системы обычно включает следующие этапы:
проектирование БД;
создание файла проекта БД;
создание БД (формирование и связывание таблиц, ввод данных);
создание меню приложения;
создание запросов;
создание экранных форм, отчетов;
генерация приложения как исполняемой программы.
Приведенный перечень этапов не является строгим в смысле очередности и обязательности. В частности, этап создания файла проекта БД поддерживается не всеми СУБД и является не обязательным. Процесс создания информационной системы, как правило, имеет итерационный характер.
Приложение
представляет собой программу или комплекс программ, использующих БД и обеспечивающих автоматизацию обработки информации из некоторой предметной области. Приложения могут создаваться как в среде СУБД, так и вне СУБД - с помощью системы программирования, к примеру, Delphi
или С++ Builder
, использующей средства доступа к БД.
Для работы с базой данных во многих случаях можно обойтись только средствами СУБД, скажем, создавая запросы и отчеты. Приложения разрабатывают главным образом в случаях, когда требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователя.
Модели данных
Хранимые в базе данные имеют определенную логическую структуру, то есть пред-ставлены некоторой моделью, поддерживаемой СУБД. К числу важнейших относятся сле-дующие модели данных:
иерархическая;
реляционная;
объектно-ориентированная.
В иерархической модели
данные представляются в виде древовидной (иерархичес-кой) структуры. Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложными логическими связями.
Сетевая модель
означает представление данных в виде произвольного графа. Достоинством сетевой и иерархической моделей данных является возможность их эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе.
Реляционная модель
данных (РМД) название получила от английского термина relation - отношение. Ее предложил в 70-е годы сотрудник фирмы IBM Эдгар Кодд. При соблюдении определенных условий отношение представляется в виде двумерной таблицы, привычной для человека. Большинство современных БД для персональных ЭВМ являются реляционными.
Достоинствами реляционной модели данных являются ее простота, удобство реализации на ЭВМ, наличие теоретического обоснования и возможность формирования гибкой схемы БД, допускающей настройку при формировании запросов.
Реляционная модель данных используется в основном в БД среднего размера. При увеличении числа таблиц в базе данных заметно падает скорость работы с ней. Определенные проблемы использования РМД возникают при создании систем со сложными структурами данных, например, систем автоматизации проектирования.
0бьектно-ориентированные БД
объединяют в себе две модели данных, реляционную и сетевую, и используются для создания крупных БД со сложными структурами данных.
Элементы реляционной модели
Реляционная модель данных (РМД) некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени. При создании информационной системы совокупность отношений позволяет хранить данные об объектах предметной области и моделировать связи между ними. Элементы РМД и формы их представления приведены в табл. 1.
Таблица 1
Элементы реляционной модели
Важнейшим является понятие отношения
, которое представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные.
Сущность
есть объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении.
Атрибуты
представляют собой свойства, характеризующие сущность.
Математически отношение можно описать следующим образом. Пусть даны n множеств D1, D2, D3, ... Dn, тогда отношение R есть множество упорядоченных кортежей
На рис. 2 приведен пример представления отношения СОТРУДНИК.
Множество всех значений каждого атрибута отношения образует домен. Отношение СОТРУДНИК включает 4 домена. Домен 1 содержит фамилии всех сотрудников, домен 2 - номера всех отделов фирмы, домен 3 - название всех должностей, домен 4 - даты
рождения всех сотрудников. Каждый домен образует значения одного типа, например, числовые или символьные.
Отношение СОТРУДНИК содержит 3 кортежа. Кортеж рассматриваемого отношения состоит из 4-х элементов, каждый из которых выбирается из соответствующего домена. Каждому кортежу соответствует строка таблицы.
Схема отношения
представляет собой список имен атрибутов. Например, для приведенного примера схема отношения имеет вид СОТРУДНИК(ФИО, Отдел, Должность, Д_Рождения).
В реляционных базах данных (БД самого распространенного типа) данные хранятся в таблицах . На первый взгляд, эти таблицы подобны электронным таблицам Excel, поскольку они тоже состоят из строк и столбцов. Столбцы называются полями (fields) и содержат данные определенного типа. Строки именуются записями (records). В одной строке хранится один набор данных, описывающих определенный объект. Например, если в таблице хранятся данные о клиентах, она может содержать поля для имени, адреса, города, почтового индекса, номера телефона и т.д. Для каждого клиента будет создана отдельная запись.
Таблицы – не единственный тип объектов, из которых состоят базы данных. Помимо таблиц, существуют формы , отчеты и запросы .
Формы (forms) применяются для добавления новых данных и изменения уже существующих. Формы облегчают добавление и редактирование информации, а также позволяют контролировать тип водимых данных и избегать при вводе ряда ошибок.
Для отображения данных в удобном для чтения виде используются отчеты (reports). Ознакомиться со всей информацией, хранящейся в таблице, сложно по той причине, что текст не умещается в полях целиком. Существует возможность включать в отчет не все данные, а только некоторые, что значительно повышает удобство использования.
Для вывода в отчеты определенных данных применяются запросы (queries). Использование запросов похоже на процесс поиска, – задаются конкретные критерии отбора, на основе которых база данных формирует и возвращает отчет. Например, если база данных содержит информацию о телефонных номерах, то можно запросить вывести в отчете только те телефоны, которые относятся к конкретному адресу, или только те, которые относятся к конкретной фамилии, или начинающиеся с определенных цифр и т.п. Запросы записываются на языке SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов).
В основе реляционных баз данных лежит понятие связей (отношений ,relationships ). Они позволяют разработчикам связывать несколько таблиц в базе посредством общих данных. При помощи взаимосвязей разработчики баз данных моделируют таблицы, отражающие взаимодействие объектов в реальности.
Понять принцип работы связей проще всего на примере. Пусть для хранения информации о продажах компании применяется электронная таблица Excel. Со временем в таблице накапливаются сотни записей. Многие из них соответствуют покупкам, совершенным одними и теми же клиентами. Проблема состоит в том, что при совершении повторной покупки информация об адресе клиента снова сохраняется. Со временем некоторые клиенты переезжают. Их новые адреса вводятся в электронную таблицу, но во всех прошлых записях остается прежний адрес. Существует вероятность, что рано или поздно кто-то случайно использует для отправки товара неверный адрес. Обновление адресов становится довольно непростой задачей из-за их невероятного количества. В Excel нет средств, позволяющих устранить эту проблему.
При формировании базы данных логичнее отделить все записи о клиентах от записей, относящихся к совершенным ими покупкам. В этом случае в одной таблице будет храниться информация о покупках, а в другой – о клиентах. В таблице клиентов каждому будет соответствовать только одна запись. При переезде клиента потребуется обновить только одну соответствующую ему запись, а не все записи о его покупках. В таблице, содержащей записи о покупках, вместо перечисления всей информации о покупателе будет указануникальный идентификатор (в нашем примере поле идентификатора названоcust_ID ), соответствующий определенной записи в таблице клиентов. Такие связи между таблицами и позволяют создавать реляционные базы данных.
Обе таблицы содержат поле cust_ID . В таблице клиентов поле cust_ID включает уникальные идентификаторы, называемые также первичными ключами (primary key) . У каждой записи в таблице всегда существует свой идентификатор, который не повторяется , благодаря чему, в таблице обеспечен порядок, предполагающий корректное обновление, удаление и добавление данных.
В таблице покупок одно и то же значение cust_ID , напротив, может повторяться больше одного раза - в зависимости от того, сколько покупок совершил тот или иной клиент. Когда первичный ключ одной таблицы применяется в качестве поля другой, он называется внешним ключом . При использовании внешних ключей между таблицами образуются связи (relationships). Они позволяют избавиться от избыточной (дублирующей информации) и сохранить целостность данных.
Возможности связей между таблицами не ограничены уменьшением избыточности данных. Они также позволяют создать SQL-запрос, извлекающий данные из обеих таблиц на основе определенного критерия. Например, можно создать запрос, выводящий имена и фамилии всех клиентов, совершивших покупки на сумму, превышающую некоторое пороговое значение. Формы, предназначенные для записи сразу в несколько таблиц, тоже функционируют на основе связей.
Модель реляционной СУБД была разработана в 70-80 годы XX века. К реляционным СУБД относится целый ряд программных продуктов, среди нихMicrosoft Access из пакета Microsoft Office , MySQL или более мощные системы промышленного уровня, таких как Microsoft SQL Server или Oracle .
В последнее время активно развивается и другая модель представления баз данных – объектная . Реляционная модель акцентирует свое внимание на структуре и связях сущностей, объектная - на их свойствах и поведении.
| Любой из нас, начиная с раннего детства, многократно сталкивался с «базами данных». Это - всевозможные справочники (например, телефонный), энциклопедии и т. п. Записная книжка - это тоже «база данных», которая есть у каждого из нас.
Базы данных представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств.
Например, база данных «Записная книжка» хранит информацию о людях, каждый из которых имеет фамилию, имя, телефон и так далее. Библиотечный каталог хранит информацию о книгах, каждая из которых имеет название, автора, год издания и так далее.
Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде. Так, в записной книжке все записи упорядочены по - алфавиту, а в библиотечном каталоге - либо по алфавиту – алфавитный каталог), либо по области знания (предметный каталог).
Существует несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных: табличная, сетевая, иерархическая (см. модели). |
Иерархические базы данных
Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева ) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и так далее.
Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами .
Например: иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые являются потомками папки Рабочий стол, а между собой является близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер является предком по отношению к папкам третьего уровня - папкам дисков (Диск 3,5(А:), (С:), (D:), (E:), (F:)) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.)
Сетевые базы данных
Сетевая база данных является обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений.
Сетевой базой данных фактически является Всемирная пауmuнa глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.
Табличные базы данных
Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, то есть объектов, имеющих одинаковый набор свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства - в своем столбце, озаглавленном именем свойства.
Рассмотрим, например, базу данных:Телефонный справочник
Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (именем соответствующего свойства) и типом данных, представляющих значения данного свойства.
Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы, поэтому каждая запись представляет собой набор значений, содержащихся в полях.
Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись в таблице.
В качестве ключевого моля чаще всего используют поле, содержащее тип данных счетчик . Однако иногда удобнее в качестве ключевого поля таблицы использовать другие поля: код товара, инвентарный номер и т. п.
Телефонный справочник
Тип поля определяется типом данных, которые оно содержит. Поля могут содержать данные следующих основных типов:
· счетчик - целые числа, которые задаются автоматически при вводе записей. Эти числа не могут быть изменены пользователем;
· текстовый - тексты, содержащие до 255 символов;
· числовой - числа;
· дата/время - дата или время;
· денежный - числа в денежном формате;
· логический - значения Истина (Да) или Ложь (Нет);
· поле объекта OLE - изображение или рисунок
Поле каждого типа имеет свой набор свойств. Наиболее важными свойствами полей являются:
· размер поля - определяет максимальную длину текстового или числового поля;
· формат поля - устанавливает формат данных;
· обязательное поле - указывает на то, что данное поле обязательно надо заполнить
Система управления базами данных Access (СУБД)
Классификация ИПС
По характеру предоставления логической организации хранимой информации разделяются на фактографические, документальные и геоинформационные.
Фактографические накапливают и хранят данные в виде множества экземпляров одного или нескольких типов структурных элементов. Каждый из таких экземпляров структурных элементов или некоторая их совокупность отражают сведения, по какому - либо факту, событию. Структура каждого типа информационного объекта состоит из конечного набора реквизитов, отражающих основные аспекты и характеристики сведений для объектов данной предметной области.
В документальных единичным элементом информации является нерасчлененный на более мелкие элементы документ и информация при вводе, как правило, не структурируются, или структурируются в ограниченном виде. Для вводимого документа могут устанавливаться некоторые формализованные позиции - дата изготовления, исполнитель, тематика. Некоторые виды документальных информационных систем обеспечивают установление логической взаимосвязи вводимых документов - соподчиненность по смысловому содержанию.
В геоинформационных данные организованы в виде отдельных информационных объектов привязанных к общей электронной топографической основе. Геоинформационные системы применяются для информационного обеспечения в тех предметных областях, структура информационных объектов и процессов в которых имеется географический компонент.
Другим критерием классификации поисковых систем являются функции или решаемые задачи.
Справочные являются наиболее распространенным типом функций информационных систем, и заключается в предоставлении абонентам системы возможностей получения установочных данных на определённые классы объектов.
Поисковые являются наиболее распространённым классом информационных систем. В общем, виде можно рассматривать как некое информационное пространство, задаваемое в терминах информационно - логического описания предметной области.
Расчетные заключается в обработке информации, находящейся в системе, по определённым расчётным алгоритмам для различных целей.
Справочно-правовые системы
Корректность ведения любой работы (например, учетной или аналитической) требует от специалиста (бухгалтера или финансиста) хорошего знания существующей нормативной базы. Самостоятельно отслеживать все изменения в федеральном, региональном и местном законодательстве достаточно сложно. Поэтому многие экономисты являются пользователями правовых баз данных, которые включают различную правовую информацию и специальные средства ее обработки (поиск, экспорт в другие программы и др.).
Производители таких систем постоянно следят за изменениями в нормативной базе, профессионально их аккумулируют и поставляют своим подписчикам в виде программных продуктов. Правовые базы данных являются одной из важнейших составляющих информационного фонда автоматизированных информационных систем.
В настоящее время правовые базы данных общего назначения поставляются несколькими компаниями. Независимо от производителя, все справочно-правовые системы (СПС) должны удовлетворять трем требованиям:
- полнота базы данных. Она измеряется отношением числа включенных в нее нормативных актов к числу нормативных актов, реально существующих на момент создания базы. Потребителей обычно интересует не только полнота отдельных баз, но и информационные ресурсы компаний, разрабатывающих правовые системы. Это важно как для анализа предоставляемых информационных массивов, так и для прогнозирования объема будущих поступлений в информационную базу;
- возможность разбиения массива правовой информации на отдельные базы. Предполагается выделение официальных и неофициальных правовых актов, деление правовой информации по тематическому признаку или территориальному (федеральные, региональные и местные правовые акты);
- актуализация информационных баз справочно-правовых систем. Обеспечивается возможность включения в них новых документов в соответствии с текущими изменениями законодательства и поддержание уже имеющихся в рабочем состоянии. Для пользователя важна своевременность поступления необходимой информации, так как полученные с запозданием документы могут быть причинами серьезных проблем.
Эффективная справочно-правовая система может быть создана только с применением современных информационных технологий. Ее качество зависит от качества предоставляемой информации и инструментов, используемых для работы с системой. Применение самых современных компьютерных технологий, полнота правовой информации, ее достоверность и оперативность обновления являются основными требованиями к правовым базам данных.
Наиболее распространены справочно-правовые системы фирм «КонсультантПлюс», «ГАРАНТ-Сервис» и «Кодекс».
Пример экспертной системы в электронике.
ACE. Экспертная система определяет неисправности в телефонной сети и дает рекомендации по необходимому ремонту и восстановительным мероприятиям. Система работает без вмешательства пользователя, анализируя сводки-отчеты о состоянии, получаемые ежедневно с помощью CRAS, программы, следящей за ходом ремонтных работ в кабельной сети. ACE обнаруживает неисправные телефонные кабели и затем решает, нуждаются ли они в планово-предупредительном ремонте и выбирает, какой тип ремонтных работ вероятнее всего будет эффективным. Затем ACE запоминает свои рекомендации в специальной базе данных, к которой у пользователя есть доступ. АСЕ реализована на языках OPS4 и FRANZ LISP и работает на микропроцессорах серии AT&T 3B-2, размещенных в подстанциях наблюдения состояния кабеля. Она разработана в Bell Laboratories. АСЕ прошла опытную эксплуатацию и доведена до уровня коммерческой экспертной системы.
Прочие классификации информационных систем:
В зависимости от степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой информационные системы определяются как ручные, автоматические, автоматизированные.
Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком. Например , о деятельности менеджера в фирме, где отсутствуют компьютеры, можно говорить, что он работает с ручной ИС.
Автоматические ИС выполняют все операции по переработке информации без участия человека.
Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру. В современном толковании в термин "информационная система" вкладывается обязательно понятие автоматизируемой системы.
Автоматизированные ИС, учитывая их широкое использование в организации процессов управления, имеют различные модификации и могут быть классифицированы, например, по характеру использования информации и по сфере применения.
Классификация ИС по сфере применения.
Информационные системы организационного управления предназначены для автоматизации функций различных структурных подразделений.
Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом и снабжением и другие экономические и организационные задачи.
ИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала. Они широко используются при организации для поддержания технологического процесса в металлургической и машиностроительной промышленности.
ИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.
Интегрированные (корпоративные) ИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта продукции. Создание таких систем весьма затруднительно, поскольку требует системного подхода с позиций главной цели, например получения прибыли, завоевания рынка сбыта и т.д. Такой подход может привести к существенным изменениям в самой структуре фирмы, на что может решиться не каждый управляющий.