ГоловнаЗворотній зв'язок
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->9.3.2. Автоматизированные информационные системы (основные понятия)

Недвижимость

9.3.2. Автоматизированные информационные системы (основные понятия)

Трудовая деятельность человека постоянно связана с восприятием и накоплением информации об окружающей среде, отбором и обработкой информации при решении различных задач, обменом ею с другими людь­ми. С течением времени комплекс этих операций, методы и средства их реализации послужили основой для создания информационных систем, основным назначением которых является информационное обеспечение пользователя, т. е. предоставление ему необходимых сведений из опреде­ленной предметной области. Благодаря появлению ЭВМ стало возмож­ным создание автоматизированных информационных систем (АИС).

Современные АИС делятся на два вида: базирующиеся на автономных файлах и банки данных (БнД). Первые — это системы с простой архитек­турой и ограниченным кругом возможностей. Они состоят из набора авто­номных файлов и комплекса прикладных программ, предназначенных для обработки этих файлов и выдачи документов. В силу ряда серьезных недо­статков (высокая избыточность данных, сложность ведения и совместной обра­ботки данных, зависимость программ от данных и др.) они имеют ограничен­ное применение и используются, как правило, лишь в локальных системах.

Банки данных — это системы с высокой степенью интеграции данных и автоматизации управления ими. Они ориентированы на коллективное пользование и в основном лишены указанных выше недостатков. В банке данных хранимая информация сосредоточена в едином информационном массиве — базе данных (БД).

Функционирование АИС связано с накоплением и обработкой инфор­мации. Под информацией понимается совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними. В ЭВМ понятия информации и данных часто отождествляются. Но если быть точными, то данные — это информация, представленная в форме, необходимой для ввода ее в ЭВМ, хранения, обработки и выдачи потребителям.

Информация, вводимая в АИС, а также выдаваемая системой пользо­вателю, представляется в виде документов. Документ — это материальный объект, содержащий в зафиксированном виде информацию, оформленную установленным порядком, имеющую в соответствии с действующим зако­нодательством правовое значение и предназначенную для передачи и использования. Источником информации в АИС являются люди и датчи­ки, потребителем — люди (пользователи).

Пользователей информационных систем можно разделить на три кате­гории: администраторы системы, отвечающие за ее эксплуатацию, приклад­ные программисты, разрабатывающие прикладные программы для реше­ния различных задач, и конечные пользователи, составляющие наиболее многочисленную группу потребителей информации. Конечным называется I пользователь, обращающийся к системе для получения необходимых ему данных. Естественно, что им может быть как неспециалист в области вычислительной техники и программирования, так и любой программист.

Обращение пользователей к АИС осуществляется в виде запросов. Запрос — это формализованное сообщение, поступающее на вход системы и содержащее условие на поиск данных и указание о том, что необходимо проделать с найденными данными.

Интерпретация введенных запросов, выполнение действий, указанных в них, формирование и вывод сообщений и документов составляют основ­ные этапы работы АИС. В целом под автоматизированной информаци­онной системой понимается совокупность информационных массивов, технических, программных и языковых средств, предназначенных для сбора, хранения, поиска, обработки и выдачи данных по запросам пользователей.

Использование АИС может осуществляться одним из двух способов. Автономное функционирование системы, при котором АИС не входит в состав других систем и используется самостоятельно, или использование АИС в качестве составной части другой автоматизированной системы. В по­следнем случае выходные данные могут применяться не только конечными пользователями, но и другими компонентами этой автоматизированной системы с целью дальнейшей обработки и применения в производственном процессе.

Многообразие информационных потребностей, постоянно расширяю­щийся круг задач, решаемых с помощью ЭВМ, предъявляют к современ­ным и перспективным информационным системам повышенные требова­ния. К основным из этих требований относятся следующие.

Адекватность информации состоянию предметной области. БнД является информационной моделью предметной области, и хранимая в нем информация должна полно и точно отображать ее объекты, их свойства и отношения. Отступление от принципа адекватности делает систему бесполезной и даже опасной, недопустимой для использования. В свою очередь, требование адекватности порождает ряд новых требований к системе, таких, как необходимость постоянного внесения изменений в данные и периодического изменения организации данных.

Надежность функционирования — одно из важнейших требований, предъявляемых к любой системе.

Быстродействие и производительность. Эти два близких друг другу требования отражают временные потребности пользователей. Первое из них определяется временем ответа (реакции) системы на запрос, исчисля­емым с момента ввода запроса до момента начала выдачи найденных данных. Это время зависит не только от быстродействия ЭВМ, но и от способов физической организации данных, методов доступа, способов по­иска, сложности запроса и других факторов. Второе требование опреде­ляется количеством запросов, выполняемых в единицу времени.

Простота и удобство использования. Это требование предъявляется к БнД со стороны всех без исключения категорий пользователей, особенно конечных, в работе которых необходим простой, но в то же время обла­дающий достаточными возможностями язык запросов. Сложность запро­сов, отсутствие сервиса формируют в психологии пользователя нежелание работать с информационной системой.

Массовость использования. Современная информационная система должна обеспечивать коллективный доступ пользователей, при котором они могут одновременно и независимо обращаться к базам данных для получения необходимых сведений.

Защита информации. Система должна обеспечивать защиту хранимых в ней данных и программ как от случайных искажений и уничтожения, так и от преднамеренных, несанкционированных действий пользователей.

Возможность расширения. Архитектура системы должна допускать расширение ее возможностей путем модификации или замены существую­щих программных модулей либо добавления новых компонентов, а также путем реорганизации информационных массивов.

Состав информационной системы выбирается исходя из возлагаемых на нее функций и особенностей решаемых ею задач. Основными функци­ями БнД являются:

— хранение информации и организация ее защиты;

— периодическое изменение хранимых данных (обновление, добавление, удаление);

— поиск и отбор данных по запросам пользователей и прикладных программ;

— обработка найденных данных и вывод результатов в заданной форме. Хранимая информация, как уже отмечалось выше, размещается в одной или нескольких базах данных.

База данных (БД) — это поименованная совокупность данных, орга­низованных по определенным правилам, предусматривающим общие прин­ципы описания, хранения и манипулирования данными, не зависимая от прикладных программ.

Как и в случае любого файла данных, БД состоит из записей; записи делятся на поля. Запись является наименьшей единицей обмена данными между оперативной и внешней памятью; поле — наименьшей единицей обработки данных.

Организация базы данных отличается от организации обычного файла тем, что описание полей записи хранится вместе с данными и для повы­шения эффективности работы с БД используются специальные поисковые структуры.

В операционных системах, в среде которых функционирует банк данных, специальных средств для создания и обработки БД, как правило, не преду­сматривается. Поэтому необходим комплекс программ, которые бы обеспе­чивали автоматизацию всех операций, связанных с решением этих задач. Та­кой комплекс программ получил название системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) — это совокупность программ (пакет прикладных программ) и языковых средств, предназна­ченных для создания, ведения и использования баз данных и расширяю­щих возможности операционной системы по их обработке.

Основной составной частью СУБД является ее ядро — управляющая программа, предназначенная для автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базам данных. После запуска СУБД ее ядро постоянно находится в основной памяти и организует обработку поступающих зап­росов, управляет очередностью их выполнения, взаимодействует с при­кладными программами и операционной системой, контролирует завершение операции доступа к БД, выдает сообщения. Важнейшей функцией ядра является организация параллельного выполнения запросов.

Другой частью СУБД является набор обрабатывающих программ: трансляторов с языков описания данных, языков запросов и языков про­граммирования, редакторов, отладчиков. Отдельную группу программ со­ставляет сервис БнД.

Наконец, сама СУБД, являясь инструментальным средством и сред­ством организации доступа к базам данных, не решает никаких приклад­ных расчетных задач. Обработка найденных системой данных, вычисле­ния, формирование выходных документов по заданной форме выполняют­ся с помощью прикладных программ.

Таким образом, банк данных представляет собой совокупность базы данных (одной или нескольких), системы управления базами данных и набора прикладных программ.

Рассмотренный выше состав БнД является основным, функциональным, предназначенным для реализации главных функций системы. Выполнение этих функций обеспечивается комплексом средств, называемым обеспечи­вающим составом или обеспечением БнД.

Техническое обеспечение — это все те аппаратные средства, которые обеспечивают функционирование БнД и работу пользователей. В состав этих средств входят ЭВМ, внешние устройства, носители информации, аппаратура передачи данных, линии связи, абонентские пункты.

Математическое обеспечение представляет собой совокупность мето­дов, способов, математических моделей и алгоритмов управления базами данных и решения прикладных задач.

Программное обеспечение БнД — это программы, в среде которых функционирует банк данных (операционная система, оболочка Norton Commander) и набор сервисных программных средств, необходимых для выполнения вспомогательных операций и решения пользовательских задач.

Информационное обеспечение БнД представляет собой совокупность системы классификации и кодирования информации, входных документов и вспомогательных информационных массивов. Во вспомогательных мас­сивах, как правило, размещаются классификаторы, таблицы кодирования (шифрования) и другие данные.

В состав лингвистического обеспечения входит множество языков, используемых в СУБД, а также набор словарей, образующих словарный состав информационной системы.

Организационное обеспечение представляет собой комплекс мероприятий и руководящих документов, определяющих организацию повседневной экс­плуатации БнД и эффективное информационное обслуживание пользователей.

Процесс проектирования баз данных включает два этапа: разработку логической организации базы данных и создание базы данных на носителе.

Логическая организация БД — это представление пользователя (про­ектировщика) о той предметной области, информация о которой должна храниться в БнД. Результатом логического проектирования является концептуальная (внешняя, информационно-логическая) схема базы дан­ных — логическая модель предметной области. Такая модель отражает три вида информации: сведения об объектах предметной области, их свой­ствах и отношениях между объектами. Объекты на схеме представляются типами записей; свойства объектов— элементарными или групповыми дан­ными в виде полей записей; отношения — связями между типами записей и полями. Такая модель не зависит от физической среды — типа ЭВМ, опе­рационной системы и СУБД, т. е. абстрагируется от смыслового содержания данных, отражая формы представления информации и связи между данными.

Под физической организацией БД понимаются совокупность методов и средств размещения данных во внешней памяти и созданная на их основе внутренняя (физическая) модель данных. Внутренняя модель является средством отображения логической модели данных в физическую среду хранения. В отличие от логических моделей физическая модель данных связана со способами организации данных на носителях, методами доступа к данным. Она указывает, каким образом записи размещаются в базе данных, как они упорядочиваются, как организуются связи, каким путем можно локализовать записи и осуществить их выборку. Внутренняя модель разрабатывается средствами СУБД.

 

164