20.  Информационные системы (ИС): понятие, классификации, назначение, обеспечивающие подсистемы. Модели данных.

Сама идея ИС возникла задолго до появления ЭВМ. Библиотеки, архивы, адресные бюро, телефонные справочники, словари – все это ИС. Именно компьютеризация придала ИС их современный облик, повысила эффективность и расширила сферу их применения.

ИС - это система различных средств, предназначенных для поиска, хранения  и выдачи информации по запросам пользователей.  Цель создания ИС - это удовлетворение информационных потребностей общества.

Виды ИС определяются в зависимости от классификации:

1.    По типу хранимых данных:

-ДИПС (документальные информационно-поисковые системы). Назначение: хранение неструктурированной информации. Т.е. позволяют хранить адреса хранения документов, их наименования и сами документы. Задачи: установление соответствия м/у смыслом запроса и содержимым выдаваемого документа; хранение документов (в памяти хранятся лишь ссылки на хранилища документов). Не предполагают однозначного ответа на вопрс. Цель – выдать список документов или объектов, в какой-то мере удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям.

-ФИПС (фактографические). Хранят структурированные данные, представляющие собой параметры и характеристики какой-либо предметной области, а также результаты измерений, справочные и статистические данные. Они хранятся и обрабатываются в оперативной памяти, т.к. постоянно редактируются. При создании ФИПС важно правильно выбрать предметную область объектов, их характеристик, свойств и связей м/у ними. Даёт однозначные ответы.

2.    По характеру обработки данных:

- Информационно-справочные. Позволяют получить на запрос только ту информацию , которая хранится.

- Информационно-поисковые. Позволяют получить информацию, которая непосредственно в этой системе не хранится.

3.    По степени интеграции данных и уровню автоматизации:

1) ИС, основанные на автономных файлах; 2) ИС, основанные на банках данных.

4.    По степени распределенности:

-локальные, которые реализуются на конкретных ЭВМ и не предполагают обработку данных по сети.

-распределенные. Предполагают хранение на различных ЭВМ, а реализация запросов может предполагать использование телекоммуникаций.

5.    По целевому назначению: 1) технические; 2) педагогические; 3) для обработки результатов экспериментов;  т.д.

Рассмотрим обобщенную структуру ИС, которая состоит из обеспечивающих подсистем.

	Техническое обеспечение		Информационное обеспечение

 

 

Математическое обеспечение

Организационное обеспечение

ИС

                                                                                             

 

 

 

	Программное обеспечение		Правовое обеспечение

 

                                           

 

 

 

 

Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем, информационных потоков, методология построения БД.

Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работы ИС, а также соответствующая документации на эти средства и технические процессы.

Организационное обеспечение – совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС.

Правовое – совокупность правовых норм, определяющих юридический статус и функционирование ИС, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Математическое и программное обеспечение – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации задач ИС, а также нормального функционирования комплекса технических средств. Средства математического обеспечения – типовые задачи, средства моделирования, методы математического программирования, матстатистики, теории массового обслуживания и др. В состав программного обеспечения входят: общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

 

База данных (БД) – поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Ядром любой БД является модель данных (МД), с помощью которой могут быть представлены объекты, предметные области и взаимосвязи между ними.

Модель данных (МД) – совокупность структур данных и операции их обработки.

Виды моделей данных.

1) иерархическая (ИМД) (связь один ко многим)– совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты связаны иерархическим отношением, которое представляет собой ориентированный граф (перевернутое дерево).

Основные понятия ИМД: уровень, элемент (узел), связь.

А

В2

В1

В3

Узел – совокупность атрибутов данных, описывающих

некоторый объект (вершины графа). Каждый узел на более

низком уровне связан только с одним узлом на более высоком

уровне. ИМД имеет только одну вершину – корень дерева.

Поиск данных в такой структуре выполняется только по

одной из ветвей, начиная с корневого элемента (т.е. должен

быть указан полный путь).

2) сетевая (СМД) (связь многие ко многим). Также использует графический способ хранения данных. По сравнению с иерархической никаких ограничений на количество связей, входящих в вершину не накладывается, что позволяет отобразить связи между объектами практически люьой сложности .

 

 

 

 

       3) реляционная (РМД) или табличная. Строится на использовании табличных методов и средств представления данных. Характеризуется простотой структуры, удобным представлением и возможностью использования аппарата алгебры. РМД ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц, каждая из которых представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами: все элементы таблицы имеют одинаковый тип данных и длину; каждый столбец имеет уникальное имя; порядок следования строк и столбцов произволен; в таблице нет двух одинаковых строк. В виде таблицы представлены отношения, строки (их называют записи) соответствуют кортежам, а столбцы (их называют поля) – атрибутам отношений – доменам. Поле, каждое значение которого однозначно определяет соответствующую запись таблицы, называется ключом. Такие поля позволяют связывать между собой разные таблицы.

 

Вопрос 31. Проектирование и создание БД .

База данных (БД) – поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Понятие БД связано с такими понятиями структурных элементов, как: поле, запись, файл.

Поле – элементарная единица логической организации данных. Характеризуется именем, типом, длиной, точностью.

Запись – совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи – отдельная реализация записей, содержащая отдельные значения.

Файл (таблица) совокупность экземпляров записей одной структуры.

В современной технологии БД предполагается, что создание БД, ее поддержка, обеспечение доступа к ней осуществляется с помощью программного инструментария СУБД. СУБД – комплекс программных  и языковых средств, необходимых для создания БД, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Создавая БД, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы. Структурирование – введение соглашений о способах представления данных.

Проектирование БД состоит в построении комплекса взаимосвязанных моделей данных. Этапы процесса проектирования базы данных: разработка инфологической модели предметной области, логическое проектирование базы данных, физическое проектирование, проектирование представлений данных для приложений.

Важнейшим этапом проектирования базы данных является разработка инфологической (информационно-логической) модели предметной области, не ориентированной на СУБД. В инфологической модели средствами структур данных в интегрированном виде отражают состав и структуру данных, а также информационные потребности приложений (задач и запросов).

Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной области отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.

Инфологическая модель предметной области строится первой. Предварительная инфологическая модель строится еще на предпроектной стадии и затем уточняется на более поздних стадиях проектирования баз данных. Затем на ее основе строятся концептуальная (логическая), внутренняя (физическая) и внешняя модели.

Концептуальная модель состоит из множества экземпляров различных типов данных, структурированных в соответствии с требованиями СУБД к логической структуре базы данных.

Внутренняя модель сос­тоит из отдельных экземпляров записей, физически хранимых во внешних носителях.

Внешняя модель является подмножеством концептуальной модели. Возможно пересечение внешних моделей по данным. Частная логическая структура данных для отдельного приложения (задачи) или пользователя соответствует внешней модели или подсхеме БД. С помощью внешних моделей поддерживается санкционирован­ный доступ к данным БД приложений (ограничен состав и структура данных концептуальной модели БД, доступных в приложении, а также заданы допустимые режимы обработки этих данных: ввод, редактирование, удаление, поиск).