close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лекция по АИС и БД

код для вставкиСкачать
ЛЕКЦИЯ
по учебной дисциплине «Информационные технологии»
Тема № 03. Технологии информационного обслуживания
Занятие № 13. Автоматизированные информационные системы
I. Учебные цели
Изложить основы построения автоматизированных информационных систем.
II. Воспитательные цели
Воспитывать стремление к изучению новых информационных технологий в системах
управления военного назначения.
III. Расчет учебного времени
Содержание и порядок проведения занятия
Время, мин
ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Учебные вопросы
1. Общая характеристика информационных систем
2. Модели данных
3. Системы управления базами данных
4. Общий порядок создания банка данных
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
25
25
15
15
5
IV. Литература
1. Иванов А.Ю., Обрезков А.И., Саенко И.Б. Разработка реляционных баз данных с помощью системы Microsoft Access. - СПб.: ВУС, 1999. 70 с.
2. Михеева В., Харитонова И. Microsoft Access 2000.-СПб.: БХВ - Петербург, 1999,1088 с.
3. Назаров С.В., Першиков В.И., Тафинцев В.А. и др. Компьютерные технологии обработки информации. М.: Финансы и статистика, 1995. 248 с.
V. Учебно-материальное обеспечение
1. Проектор.
2. Слайды.
VI. Текст лекции
Введение
В истории развития компьютерной техники можно выделить два основных направления.
Первое связано с вычислениями, а второе - с накоплением и обработкой информации. Возникновение компьютеров стимулировалось главным образом необходимостью проведения сложных расчетов для создания ядерного оружия и ракетной техники. Объемы требуемых вычислений просто не позволяли провести их в приемлемое время традиционным коллективом разработчиков. Первыми пользователями компьютеров и разработчиками компьютерных программ
стали вычислительные математики.
Практически сразу на появление компьютеров обратили внимание военные специалисты.
Как правило, в деятельности войск и в управлении ими не требуется объемных вычислений за
исключением таких областей, как, например, управление сложным вооружением и техникой:
ракетами, летательными аппаратами и т.д. В более распространенных видах деятельности
(управление отмобилизованием, тыловым и техническим обеспечением, кадрами, финансовыми
потоками и др.) основной проблемой всегда являлись объемы информации, которые необходимо собирать, надежно хранить и оперативно обрабатывать. Появление информационных систем, основным назначением которых является решение названных вопросов, послужило ответом компьютерной индустрии на требования военной сферы. Следует отметить, что и в гражданском бизнесе (банковское дело, биржевые операции, страхование, резервирование билетов
или мест в гостиницах) перед людьми стоят такие же проблемы, и требуется внедрение и использование автоматизированных информационных систем.
В результате эволюционного развития технологии хранения и использования данных
утвердилась концепция автоматизированных информационных систем или банков и баз данных. Широкое распространение получили базы, построенные на основе различных подходов к
организации данных. В лекции дается общее представление о сути информационной системы.
Учебные вопросы
1. Общая характеристика информационных систем
В системах управления значительную роль играют процессы сбора, хранения, обновления,
получения данных в интересах должностных лиц органов управления. Совокупность информационных, лингвистических, программных, технических и организационных средств, а также
обслуживающего персонала, предназначенная для обеспечения реализации перечисленных
процессов, представляет собой автоматизированную информационную систему.
В зависимости от конкретной области применения информационные системы могут очень
сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить, по
крайней мере, две черты, которые являются общими для всех информационных систем.
Во-первых, любая информационная система предназначена для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе каждой информационной системы лежит среда хранения
и доступа к данным. Среда должна обеспечивать должный уровень надежности хранения и эффективности доступа, соответствующий области применения информационной системы. В вычислительных системах наличие такой среды принципиально не является обязательным. Основным требованием к программе, выполняющей численные расчеты (если говорить о серьезных расчетных задачах), является ее быстродействие. От программы требуется, чтобы она позволила получить довольно точные результаты за установленное время. При решении серьезных
вычислительных задач даже на суперкомпьютерах это время может измеряться неделями, а
иногда и месяцами. Поэтому программисты-вычислители всегда очень скептически относились
2
к хранению данных во внешней памяти при производстве расчетов. Их естественным стремлением было так организовать программу, чтобы в течение как можно более долгого времени обрабатываемые данные помещались в оперативной памяти компьютера, внешняя память при
этом используется для периодического, и нечастого сохранения промежуточных результатов
вычислений, чтобы в случае сбоя компьютера можно было продолжить работу программы от
сохраненной контрольной точки. В информационных системах именно эффективная работа с
внешней памятью выходит на первое место при организации их функционирования.
Во-вторых, информационные системы ориентированы на конечного пользователя, который в большинстве случаев является непрофессионалом в области компьютерной техники. Для
таких пользователей компьютерный терминал или же персональный компьютер представляют
собой всего лишь орудие их собственной профессиональной деятельности. Поэтому информационная система должна обладать простым, удобным и легко осваиваемым интерфейсом, который должен предоставлять конечному пользователю все необходимые для его работы функции, но в то же время не давать ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.
Вычислительные системы не обязаны обладать развитым интерфейсом, конечно в том
случае, если они не предназначены для продажи. Но, как правило, серьезные вычислительные
программы почти всегда уникальны. Расчеты выполняются либо самими разработчиками программ, либо людьми из того же окружения. Для них гораздо важнее быстродействие вычислений, чем удобство запуска программы и общения с ней, а наличие развитого интерфейса предполагает существенный расход компьютерных ресурсов. Как профессионалы компьютерного
мира, эти люди могут справиться с некоторыми неудобствами при работе с компьютером.
В настоящее время существует множество типов АИС, отличающихся назначением, принципами построения, характеристиками и т.д. Составить более полное впечатление о них позволяет классификация. Накопленный опыт эксплуатации информационных систем позволяет выделить множество классификационных признаков, из которых рассмотрим только два.
Характер размещения. В соответствии с этим признаком выделяют персональные, учрежденческие, ведомственные и глобальные информационные системы.
Персональные системы по своей сути являются информационным окружением автоматизированных рабочих мест должностных лиц. Такие системы базируются на персональные компьютеры и, как правило, обеспечивают решение функциональных задач управленческого персонала различных категорий. Они предназначены для обслуживания одного пользователя.
Примерами являются информационные системы, создаваемые на рабочих местах командиров,
начальников отделов и служб. Такие системы характерны для ранних стадий информатизации.
Их отличительными чертами являются:
1) ориентация на конкретный перечень задач управления;
2) относительно небольшие объемы накапливаемых и обрабатываемых данных;
3) слабая степень унификации и стандартизации.
Основное преимущество подобных систем - это невысокая стоимость и короткий период
разработки и внедрения. Главный недостаток - слабая приспособленность к интеграции различных систем для совместного использования данных различными категориями пользователей.
Учрежденческие (офисные) информационные системы. Создаются в рамках одной воинской части, учебного заведения, научно-исследовательского учреждения. Материальную основу
таких систем составляют локальные компьютерные сети. Учрежденческие информационные
системы обычно строятся на основе концепции распределенных баз данных, и проектируются
как интегрированные комплексные образования. Они позволяют хранить и обрабатывать
огромные объемы информации, наращивать перечень решаемых в системе задач. Это достигается существенным увеличением сроков разработки и внедрения. Проектирование этих систем
ведется фактически с нуля, если не считать редких случаев объединения отдельных персональных систем в учрежденческую. Однако такие попытки нечасто бывают успешными.
Ведомственные (корпоративные) информационные системы. Являются развитием учрежденческих и строятся на их основе. Их техническую часть составляют ассоциации (объедине3
ния) локальных сетей. Технологический аспект реализуется с помощью распределенных баз
данных. Примерами могут выступать информационные системы соединений и объединений,
территориальные системы военных комиссариатов региона др. Эти системы разрабатываются
как надстройки над уже созданными или проектируемыми учрежденческими и наследуют все
достоинства и недостатки последних. При этом основной задачей, решаемой при построении
ведомственных систем, является обеспечение информационного сопряжения относительно самостоятельных учрежденческих систем. Учитывая тот факт, что комплексы технических и программных средств учрежденческих систем в существенной степени унифицированы, а современные телекоммуникационные технологии предоставляют широкий спектр средств и методов
сопряжения, разработка ведомственных систем не встречает принципиальных затруднений, однако требует значительных вложений и ресурсов.
Глобальные информационные системы. Наиболее известной из них является Internet. Вряд
ли подобный пример в настоящее время найдется в военной сфере. Скорее всего, подобные системы в рамках Вооруженных Сил или их видов и родов войск появятся в перспективе. Поэтому в настоящее время интересным и полезным является накопление опыта использования технологии Internet для применения в ведомственных и учрежденческих сетях.
По характеру организации данных различают: системы с файловой структурой; системы, строящиеся на основе баз данных; документальные информационные системы; системы,
использующие хранилища (склады) данных.
Файловые системы появились исторически первыми, они предполагают решение вопросов организации накопления, хранения и использования данных на основе создания для каждой
функциональной задачи отдельных информационных массивов, независимых в своей совокупности и ориентированных на конкретное применение. Файлы и использующие их программы
функциональных задач жестко связаны друг с другом: данные объявлены в программах, команды программ настроены на определенные наборы данных. К числу достоинств такого подхода
можно отнести: потенциальную достижимость высокой оперативности обработки данных за
счет учета в программах специфики размещения информации в памяти ЭВМ и их относительно
небольшого объема для каждой задачи; относительную простоту разграничения доступа к информации; интуитивно понятные процедуры работы с данными; низкие трудозатраты и затраты
времени на построение.
Основными недостатками файлового подхода являются:
неоправданная избыточность данных. Одни и те же сведения подготавливаются и вводятся в ЭВМ различными должностными лицами, что увеличивает трудоемкость решения задач,
может приводить к противоречивости данных;
большая трудоемкость внесения изменений в АИС. Модификация состава и структуры
файлов вследствие перемен в моделях объектов управления, изменения характеристик внешних
устройств в ходе развития системы вызывают необходимость существенной переработки программ функциональных задач;
повторяемость однотипных процедур ввода, корректировки, поиска и выдачи данных в
различных программах.
Научно-технические исследования, направленные на устранение отмеченных недостатков,
поиск путей построения АИС общего назначения с изменяющейся информационной моделью
объектов управления привели к возникновению концепции базы данных.
Системы, основанные на концепции баз данных, в наибольшей степени отвечают современным требованиям по построению информационных систем. Эта концепция предусматривает
коллективное использование данных. Названная концепция отличается высоким универсализмом и пригодна для создания систем различных типов - от персональных до глобальных. База
данных может быть локальной (централизованной) или распределенной.
Достоинством баз данных являются: хорошая структуризация информации, поддержание
ее целостности и непротиворечивости, небольшая избыточность представления в памяти компьютера; снижения трудоемкости сбора и обновления данных (однократная подготовка и мно4
гократное применение данных для решения различных задач различными должностными лицами). В идеале любая единица данных может храниться в единственном экземпляре, а некоторая
разумная избыточность вводится для улучшения эксплуатационных характеристик информационной системы.
При затребовании нужной информационной единицы пользователь не связан необходимостью строгого указания пути к этой единице. Он только формулирует запрос на данные, а
удовлетворение этого запроса полностью возлагается на систему управления базами данных.
Информационные системы, построенные на основе баз данных, отличаются гибкостью,
хорошей приспособленностью к наращиванию выполняемых функций, позволяют оперировать
разнородной информацией и не требуют высокой квалификации пользователей. Расплачиваться
за это приходится увеличением сроков их разработки. При проектировании и внедрении необходим сугубо профессиональный подход.
Документальные системы также используют концепцию баз данных, но в базах данных
хранятся не структурированные совокупности характеристик объектов, а целые документы без
выделения их структурных единиц. Применяются, например, для хранения, пополнения и поиска нормативных актов, отвечающих определенным условиям.
Развитием баз данных является технология хранилищ (складов) данных. В отличие от базы
хранилище содержит не только и не столько информацию о современном состоянии моделируемой части реального мира, но и накапливает ее во времени. На основании таких накоплений
возникает возможность построения тенденций поведения объектов, сведения о которых находятся в хранилище. Благодаря этому свойству подобные информационные системы хорошо
приспособлены для углубленного ретроспективного и прогностического анализа предметной
области, информационной поддержки задач, связанных с принятием решений и т.д.
По своему характеру хранилища, также как и базы данных, могут быть локальными или
распределенными. В информационных системах они могут использоваться самостоятельно или
совместно с базами данных в зависимости от целевого назначения системы.
Состав автоматизированной информационной системы.
Информационное обслуживание управленческого персонала и решаемых ими задач реализуется с помощью технических средств, программного обеспечения и информационной базы (ИБ). Под информационной базой принято понимать совокупность показателей, документов,
словарей, массивов информации, а также методов организации их хранения и контроля, обеспечивающих решение задач в системе управления.
Различают внемашинную ИБ - совокупность всех документированных данных и сообщений, используемых в системе, и внутримашинную ИБ - совокупность всех данных на машинных носителях, сгруппированных по определенному признаку.
В дальнейшем внимание будет сосредоточено на внутримашинной ИБ, построенной на
основе концепции базы данных. Такие АИС получили наименование банка данных. Эта концепция предусматривает выделение в составе АИС двух принципиально важных компонент:
базы данных (БД) как совокупности формализованных данных;
системы управления базой данных (СУБД) как самостоятельной системы, включающей
основные процедуры информационного обслуживания.
Именно четкое выделение в составе банка данных двух компонентов определяет назначение, возможности и функции БнД, обеспечивает необходимую независимость задач управления
и реализующих их программ от структур и характеристик хранимых данных, свойств их среды
размещения. Поэтому часто БнД рассматривают в узком смысле как совокупность БД и СУБД.
Практически все современные информационные системы строятся на основе рассматриваемой концепции. Ее сущность состоит в интеграции данных и централизации управления ими
для обеспечения многоаспектного использования. Этим обеспечивается необходимый уровень
независимости между техническими, программными и информационными средствами систем,
что позволяет адаптировать последние к текущим требованиям пользователей, а также совершенствовать в процессе эксплуатации.
5
Известны различные трактовки термина банк данных (БнД). В общем случае под ним
подразумевается совокупность информационных, программных, лингвистических, технических
и организационных средств вместе с обслуживающим персоналом. Однако чаще встречается
другое, более узкое определение банка данных как совокупности базы данных (БД) и системы
управления базами данных (СУБД).
База данных представляет собой идентифицированную, структурированную, коллективно
используемую совокупность данных, связанных определенным образом и относящуюся к конкретной предметной области. Здесь понятия:
"идентифицированная" означает, что компоненты БД имеют свои имена и операции над
ними оформляются путем указания их имен, а не адресов;
"структурированная" - данные имеют четкую структуру, т.е. информация хранится в формализованном виде в заранее установленных форматах, определяющих вид данных (например,
числовые, текстовые), размерность и другие характеристики. Состав и связи компонентов данных отражают свойства и отношения объектов управления. В базе данных может храниться и
неформализованная информация в виде обычного текста, изображений (например, фотографий
сотрудников);
"коллективное использование" предполагает централизованное накопление и многоаспектное применение данных (данные вводятся однократно, а используются при решении различных задач в интересах различных пользователей). Для персональных БнД не предусматривается применение данных различными пользователями.
В базе данных выделяют следующие категории данных: проблемные (первичные) - описывающие предметную область и необходимые пользователям для решения их задач, и вторичные - обеспечивающие эффективное хранение и доступ к первичным данным.
В состав БД могут входить следующие массивы данных:
1) основные - используемые при пополнении, корректировке, поиске, и контроле данных;
2) массивы для восстановления базы - страховые копии;
3) массивы словарей, используемые при контроле вводимых данных, их кодировании и
декодировании;
4) массивы для учета и разграничения доступа - таблицы паролей, учетные журналы;
5) массивы статистических данных о работе базы и др.
Систем управления базой данных предназначена для реализации типовых процедур информационного обслуживания при создании АИС и входе ее эксплуатации. СУБД работает под
управление ОС ЭВМ и расширяет ее возможности по управлению данными.
В общем случае АИС может включать несколько БД и соответственно СУБД.
Эксплуатацию учрежденческой или ведомственной БнД осуществляет администратор, в
качестве которого выступает должностное лицо или группа лиц обслуживающего персонала.
На администратора возлагаются задачи по разработке описания БД, формированию и настройке
средств СУБД, поддержанию целостности БД, выбору алгоритмов обращения к данным, анализу качества работы БнД, реорганизации БД и СУДБ при изменении условий или требований по
эксплуатации, защите данных от несанкционированного доступа.
Пользователями БнД являются должностные лица органов управления. Они обращаются к
банку с помощью запросов на поиск данных или их корректировку. Обычно каждый пользователь имеет доступ к определенной совокупности данных для совершения ограниченного набора
действий. К БнД обращаются также и программы функциональных задач.
2. Модели данных
Модель данных - это формальное представление о предметной области в виде данных и
связей между ними. В период доминирования "крупных" машин (mainframe) основу баз данных
6
составляли сетевая и иерархическая модели данных. С переходом к новому парку компьютеров
- персональным ЭВМ - усилился интерес к реляционной модели данных.
Для реализации независимости данных от их описания и от использующих их программ
используют многоуровневое представление данных. Многоуровневое представление данных
предложено исследовательской группой в области баз данных ANSI/SPARC (American National Standards Institute / System Planning and Requirements Committee - Комитет по системному
планированию и выработке требований Американского национального института стандартов).
Структурная основа этого представления включает три уровня, каждому из которых ставится в
соответствие модель данных. Описания моделей данных средствами СУБД получили название
схем. В число уровней входят внешний, концептуальный и внутренний, рис 1.
Внешний, предназначенный для описания пользовательского представления базы данных. Используется при рассмотрении вопросов, связанных со смысловым содержанием информации независимо от способа ее представления в памяти ЭВМ. На этом уровне выделяют:
объекты предметной области, сведения о которых накапливаются в БнД;
основные характеристики объектов;
связи между ними.
Описание данных на внешнем уровне называется инфологической моделью.
Концептуальный, дающий логическое описание части реального мира, моделируемого
базой данных. Это основа построения базы данных и является отображением инфологической
модели на средства реализации базы;
Внутренний - служит для описания представления базы данных на машинных носителях.
Пользователь 1
(программа 1)
Пользователь 2
(программа 2)
Пользователь n
(программа n)
Внешняя схема 1
Внешняя схема 2
Внешняя схема n
Концептуальная схема
Внутренняя схема
База данных
Рис. 1. Уровни представления данных
Обеспечение независимости структуры базы данных от хранимой в ней информации основано на том, что разнообразные пользовательские представления в виде неоднородных моделей описываются множеством внешних схем. Концептуальная схема дает обобщенное описание
пользовательских представлений и не зависит от принципов конкретной реализации базы данных. В свою очередь, структура базы данных определяются собственной внутренней схемой.
7
Введение в рассмотрение трех уровней представления данных приводит к тому, что для
обеспечения доступа к данным необходимо обеспечить три уровня отображения:
1) внешняя модель - концептуальная модель;
2) концептуальная модель - внутренняя модель;
3) внутренняя модель - физическая база данных.
Первые два типа обеспечиваются СУБД, последний - средствами операционной системы.
Механизм обеспечения независимости прикладных программ от данных состоит в следующем. Отображение внешняя модель - концептуальная модель обеспечивает независимость
прикладных программ от логической структуры, определяемой концептуальной моделью. Изменение этой структуры не требует модификации прикладных программ, меняется лишь отображение внешняя модель - концептуальная модель.
Отображение концептуальная модель - внутренняя модель обеспечивает независимость
логической и физической структур базы данных.
Отображение внутренняя модель - физическая база данных обеспечивает независимость
операций хранения и обработки данных от используемых технических средств. Для этого используются либо стандартные методы доступа операционных систем к данным, либо разрабатываются собственные методы доступа СУБД.
Таким образом, изменение структуры данных на одном из уровней представления (в одной из моделей) приводит лишь к необходимости изменения отображения этого уровня на
смежные. Это и обеспечивает независимость данных от прикладных программ пользователей.
Реализация многоуровневого подхода, обеспечивающего интеграцию и независимость
различных способов представления данных о предметной области, является основой функционирования базы данных. Представлению данных на верхних уровнях соответствует логическая структура БД, а представлению данных на нижнем уровне - физическая структура.
Реляционная модель. Является универсальной формой описания данных. Логическая
структура реляционной базы данных представляется совокупностью связанных двумерных
(плоских) таблиц или отношений.
Таблицы должны отвечать следующим требованиям:
в одной таблице хранятся сведения об однотипных объектах, т.е. объектах обладающих
одинаковым набором свойств. Объект - компонент предметной области, информацию о котором следует хранить. Объект может быть реальным или абстрактным;
каждый столбец таблицы соответствует одному простому свойству объекта. Набор значений одного столбца и совокупность правил, определяющих допустимость значений этого
столбца, называется доменом;
каждая строка содержит сведения о конкретном объекте (экземпляре объекта);
в заполненной таблице не допускается наличие одинаковых по содержанию строк;
таблицы и имена столбцов в пределах каждой таблицы должны быть уникальными;
в каждой таблице следует назначить единственный ключ. Ключ может состоять из одного
или нескольких столбцов. Ключ обеспечивает однозначную идентификацию любого объекта в
таблице (значение ключа не повторяется в таблице);
в таблицах могут назначаться так называемые индексы. Индексы служат для ускорения
поиска нужных сведений и для связывания таблиц. Индексы позволяют СУБД просматривать
БД как бы упорядоченную по его значению. Например, пусть имеется БД абонентов телефонной сети, и информация в ней упорядочена по ключу - номеру телефона. Поиск по фамилии
требует полного просмотра такой базы; но если создать индекс по столбцам "Фамилия", "Имя",
"Отчество", то такой индекс ускорит поиск сведений об абоненте по его фамилии, имени и отчеству. Индексы можно создавать по любому столбцу или совокупности столбцов. Таблица
может содержать несколько индексов. Значения индексов могут повторяться;
Объекты предметной области находятся по отношению к друг другу в определенных отношениях (функциональных, подчиненности, видовых и т.д.). Существенные отношения долж-
8
ны найти отражение в БД. В БД не указываются содержательные аспекты этих отношений, а
находят отражение только наличие и формальный вид этих отношений:
один к одному (1:1). Одному экземпляру объекта А соответствует один экземпляр объекта Б или не соответствует ни один экземпляр объекта Б. Это соотношение симметрично. Примером может служить связь таких объектов как "муж" и "жена";
один ко многим (1:М или 1: ). Одному экземпляру Объекта А соответствует любое количество (0, 1, 2, …) экземпляров объекта Б, а любому экземпляру объекта Б соответствует
один экземпляр объекта А. Примером может служить отношение объектов "учебная группа" и
"слушатель";
многие к одному. По сути, этот тип связи эквивалентен предыдущему.
Формально существуют связи типа многие ко многим, например между такими объектами
"учебные группы" и "учебные дисциплины". В реляционных БД этот вид связи обычно не допускается. Если необходимо отобразить такое отношение объектов, то следует его преобразовать к совокупности связей типа один ко многим. Для этого требуется три таблицы: по одной
для каждого объекта и третья - для хранения связей между ними (промежуточная таблица). В
этой третьей таблице для ключа первой таблицы указываются значения ключа второй таблицы.
Связывание таблиц осуществляется на основе ключей и индексов: в исходной таблице в
качестве основы для связи используется ключ; в подчиненную таблицу для обеспечения связи
включают те же поля, что и в исходной таблице, но только объявляют их как индексы (значения
этих полей в подчиненной таблице могут повторяться). Например, для связывания таблиц "Военнослужащий" и "Дети" (у военнослужащего может быть любое количество детей) можно использовать: в качестве ключа старшей таблицы личный номер; включить поле с личным номером в подчиненную таблицу и объявить его как индексное.
Если на таблицы не накладывается никаких других ограничений, кроме перечисленных,
то такие таблицы представлены в первой нормальной форме. В целях упрощения операций корректировки данных в БД, введения новых столбцов или их исключения при реорганизации базы
необходима дальнейшая нормализация исходных таблиц.
Главными достоинствами реляционных БД являются:
простота представления данных (табличная форма часто применяется должностными лицами для хранения информации);
простота внесения изменений в базу данных;
упрощение процедур разграничения доступа к данным в разных таблицах;
простота физической реализации двумерных таблиц др.
3. Системы управления базами данных
СУБД определяется как система программного обеспечения, которая позволяет:
на стадии создания БнД формировать описание БД, настраивать типовые средства на конкретные условия применения;
на стадии эксплуатации обрабатывать обращения к базе данных от прикладных программ
и/или пользователей и поддерживать целостность базы (целостность - это состояние БД, при
котором все значения данных правильны в том смысле, что отражают состояние реального мира и подчиняются правилам взаимной непротиворечивости). СУБД обеспечивает связь между
прикладными программами или пользователями и базой данных. Любой доступ к данным осуществляется через СУБД.
Использование СУБД обеспечивает:
1) минимизацию избыточности данных - в предельном случае любые данные могут храниться в одном экземпляре;
2) совместное использование данных многими пользователями;
3) независимость данных от программ;
9
4) эффективность доступа к данным, как удовлетворение требований по своевременности,
достоверности и др.;
5) простоту работы с базой и т.д.
СУБД работает под управление операционной системы. Она служит инструментом для
работы с базой данных и разработки прикладных программ. Программы СУБД для своей работы использую служебные данные, т.е. эту систему в функциональном отношении можно рассматривать как совокупность программ и служебных данных.
Обычно на СУБД возлагается выполнение следующих функций:
1) описание данных;
2) манипулирование данными;
3) заведение базы данных;
4) выполнение запросов;
5) выдача отчетов;
6) сервис (поддержание целостности, справочные функции, восстановление базы).
Существует широкий класс СУБД различного назначения и областей применения. В дальнейшем будем рассматривать СУБД для работы на персональных компьютерах.
Персональные компьютеры оказали большое влияние на развитие технологии баз данных
и ее массовое распространение. Появление персональных компьютеров привело к значительному изменению уровня инструментального оснащения разработок информационных систем,
основанных на концепции баз данных. В то время, как выпуск СУБД для «больших» или миниЭВМ являлся исключительным событием, сейчас сформировалась мощная индустрия, производящая средства программного обеспечения для создания баз данных на ПЭВМ.
Созданное к настоящему времени программное обеспечение для персональных компьютеров представлено десятками продуктов, позволяющее создавать и эксплуатировать базы данных практически на всех моделях компьютеров в обстановке различных операционных систем
и в интересах широкого круга пользователей.
К средствам, предназначенным для разработки и ведения баз данных, относятся не только
СУБД, но и разнообразные средства их окружения:
1) компиляторы языков программирования СУБД;
2) отладчики;
3) средства разработки меню и экранных форм ввода-вывода данных;
4) средства графического представления данных;
5) интерфейсные средства для доступа к базе в рамках традиционных языков программирования и т.д.
Важнейшим свойством, присущим инструментальным средствам для построения баз данных на ПК, является развитый пользовательский интерфейс
Подавляющее большинство СУБД для персональных компьютеров поддерживает реляционную модель данных. Набор систем, поддерживающих иерархическую и сетевую модели, довольно ограничен.
Среди многообразия систем управления базами данных для персональных компьютеров
можно выделить следующие: dBASE IV; R:Base; Fox Base Plus; Paradox и другие. Наибольшую
популярность в последние годы приобрела СУБД Microsoft Access. Работе с этой системой будут посвящены очередные практические занятия нашего курса.
4. Общий порядок создания банка данных
Процесс создания БнД включает несколько этапов.
1. Определение информационной потребности должностных лиц. Эта потребность отражает модель предметной области и характеризует множество объектов учета, их существенные свойства и взаимосвязи. В результате выполнения этапа создается инфологическая модель БД, которая служит основой для построения концептуальной модели.
10
2. Определение условий применения БнД. Условия характеризуют комплекс используемых технических и программных средств, требования по оперативности и безопасности обработки информации, формы применяемых документов и др. Результатом выполнения этого этапа является выбор конкретной СУБД.
3. Построение концептуальной модели. На основе инфологической модели, ограничений
на представление данных, принятых в выбранной СУБД, требований к информационной системе составляется логическое описание базы данных средствами выбранной
СУБД: формируется перечень таблиц БД, определяется их состав; для каждого атрибута таблицы определяется совокупность характеристик для описания данных; назначаются ключи и индексы; производится связывание таблиц.
4. Первоначальное занесение данных в базу. Этот вид работ является достаточно простым, но весьма трудоемким.
5. Разработка описаний: типовых электронных форм документов, используемых должностным лицом при работе с базой данных; типовых форм запросов на поиск, корректировку данных в базе; разработка (необязательная работа) процедур обработки данных, специфичных для конкретной информационной системы.
Этапы 4 и 5 могут выполняться одновременно, остальные этапы выполняются последовательно. Каждый из названных этапов включает совокупность относительно самостоятельных
работ. Между этапами и работами возможны обратные связи, вызванные априорной неопределенностью условий функционирования, нечеткостью представлений пользователей своих потребностей. Особенно разработка усложняется, если создается БнД в интересах совокупности
пользователей. В этом случае для создания БнД необходимо привлекать специалистов по информационным системам.
В процессе эксплуатации часто возникает потребность изменения структуры БД, доработки типовых форм документов, запросов, процедур обработки. Иначе говоря, БнД подвергается
постоянной доработке и совершенствованию. В процессе эксплуатации возникает необходимость оперативной разработки соответствующих объектов.
Заключение
Информационные системы по своей сущности являются средой реализации новых информационных технологий. Это и определяет их важность в решении различных прикладных задач,
в том числе и в военной сфере. Тот, кто в полной мере овладеет передовыми технологиями,
сможет принимать более обоснованные решения за короткое время. Следовательно, информационным системам отводится отнюдь не последнее место в военной инфраструктуре, как в
настоящее время, так и на длительную перспективу.
Разработал доцент кафедры
кандидат технических наук
О. Пантюхин
11
Документ
Категория
Программирование, Базы данных
Просмотров
49
Размер файла
156 Кб
Теги
лекция, аис
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа