Проектирование информационной базы. организация информационной базы Исполнитель

{spoiler=Далее}

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ. Организация информационной базы

Основные понятия и определения. Внутримашинное информационное обеспечение включает все виды специально организованной информации, представленную в виде, удобным для восприятия техническими средствами. Это файлы, базы и банки данных, базы знаний, а также их системы. Информация записывается на магнитных дисках в памяти ЭВМ.

Информационное обеспечение должно быстро и в полном объеме удовлетворять информационные потребности всех пользователей. К нему предъявляются требования эффективного поиска и выдачи данных в виде, необходимой для решения каждой конкретной задачи, наличие возможностей поддержания данных в состоянии постоянного обновления и работоспособности, что достигается соответствующей организацией информационной базы.

Основной частью внутримашинного информационнго обеспечения является информационная база.

Информационная база (informationbase) – это определенным  способом организованная совокупность данных, хранимых в памяти вычислительной системы в виде файлов, с помощью которых удовлетворяются информационные потребности управленческих процессов и решаемых задач [18].

Файл – это некоторое множество записей однородной структуры, предназначенных для решения экономических задач.

Запись – это набор полей  (реквизитов) определенного формата, объединенных по общему ключевому полю.

Ключи.В структуре записей файлов указываются поля, значения которых являются ключами: первичными (ПК), которые идентифицируют экземпляр записи и вторичными (ВК), которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков (по значению вторичного ключа можно найти несколько записей).

По содержанию внутримашинная информационная база представляет собой совокупность фактических сведений, используемых в деятеоьности объекта.

Классификация файлов АЭИС. Все файлы АЭИС можно классифицировать по следующим признакам [18].

• по этапам обработки (входные, базовые, результатные);
• по типу носителя (на промежуточных носителях – гибких магнитных дисках и на основных носителях – жестких магнитных дисках, магнитооптических дисках и др.);
• по составу информации (файлы с оперативной информацией и файлы с постоянной информацией);
• по назначению (по типу функциональных подсистем);
• по типу логической организации (файлы с линейной и иерархической структурой записи, реляционные, табличные);
• по способу физической организации (файлы с последовательным, индексным и прямым способом доступа).

Входные файлы создаются с первичных документов для ввода данных или обновления базовых файлов.

Файлы с результатной информацией предназначаются для вывода ее на печать, экран или передачи по каналам связи и не подлежат долговременному хранению.

Базовые файлы хранятся  в информационной базе и к их числу относят основные, рабочие, промежуточные, служебные и архивные файлы.

Основные файлы должны иметь однородную структуру записей и могут содержать записи с оперативной и условно- постоянной информацией. Оперативные файлы могут создаваться на базе одного или нескольких входных файлов и отражать информацию одного или нескольких первичных документов. Файлы с условно – постоянной информацией могут содержать справочную, расценочную, табличную и другие виды условно-постоянной информации.

Файлы со справочной информацией должны отражать все характеристики элементов материального производства (материалы, сырье, основные фонды, трудовые ресурсы и т. д.). Как правило, справочники содержат информацию классификаторов и дополнительные сведения об элементах материальной сферы, например, о ценах. Нормативно – расценочные файлы должны содержать данные о нормах расхода и расценках на выполнение операций и услуг. Табличные файлы содержат сведения об экономических показателях (считающихся постоянными в течение длительного периода времени, например, процент удержаний, отчислении и пр.). Плановые файлы содержат плановые показатели, хранящиеся весь плановый период.

Рабочие файлы создаются для решения конкретных задач на базе основных файлов путем выборки части информации из нескольких основных файлов с целью сокращения времени обработки данных.

Промежуточные файлы отличаются от рабочих тем, что они образуются в результате решения экономических задач, подвергаются хранению с целью дальнейшего использования для решения других задач, а также для последующего решения данной задачи. Эти файлы, также как и рабочие файлы при высокой частоте обращений могут быть также переведены в категорию основных файлов.

Служебные файлы предназначаются для ускорения поиска информации в основных файлах и включают в себя справочники, индексные файлы и каталоги.

Архивные файлы содержат ретроспективные данные из основных файлов, которые используются для решения аналитических, например, прогнозных задач. Чаще всего формируется на основе выходной информации. Архивные данные могут также использоваться для восстановления информационной базы при разрушениях.

Все виды файлов составляют информационный фонд информационной системы, представляющую собой динамичную совокупность взаимосвязанных элементов информации. Создание единого информационного фонда обеспечивает систематизацию показателей, позволяет установить терминологическое единство, однозначность описаний и связей между показателями во внутримашинном информационном обеспечении.

По внутренней организации файлы данных представляют собой совокупность записей (аналогично строкам документов) одинаковой структуры. Структура записей файла состоит из заданной последовательности полей определенного типа данных и длины. Такая структура файла определяется на этапе постановки задачи.

Требования к организации хранения файлов. Организация хранения файлов должна отвечать следующим требованиям [18]:

• полнота хранимой информации для выполнения всех функций управления и решения экономических задач;
• целостность хранимой информации, то есть обеспечение непротиворечивости данных при вводе информации в информационную базу;
• своевременность и одновременность обновления данных во всех копиях данных, гибкость системы, то есть адаптируемость информационной базы к изменяющимся информационным потребностям;
• реализуемость системы, обеспечивающая требуемую степень сложности структуры информационной базы;
• релевантность информационной базы, под которым подразумевается способность системы осуществлять поиск и выдавать информацию, точно соответствующую запросам пользователей;
• удобство языкового интерфейса, позволяющее быстро формировать запросы к информационной базе;
• разграничение прав доступа, то есть определение для каждого пользователя доступных типов записей, полей, файлов и видов операций над ними.

Способы организации информационной базы. Существуют следующие способы организации информационной базы: совокупность локальных файлов, поддерживаемых функциональными пакетами прикладных программ, и интегрированная база данных, основывающаяся на использовании универсальных программных средств загрузки, хранения, поиска и ведения данных, т. е. системы управления базами данных (СУБД) [18].

Локальные файлы строго ориентированы на решение конкретных задач. Характерными чертами локальной организации информационной базы является следующее: организация хранения данных осуществляется по комплексам задач и задачам; созданные файлы ориентированы на определенный круг задач конкретного пользователя; набор файлов определяется перечнем задач, решаемых в каждой подсистеме, задаче, а совокупность всех файлов обеспечивает комплексное решение задач системы. При этом учитывается информационная связь задач, благодаря чему  обеспечивается многократное использование одних и тех же данных и создаются предпосылки для организации хранения промежуточных файлов информации. Если во внимание принимается информационная связь задач, то это приводит к сокращению дублирования информации. При этом существует жесткая связь между файлами данных и задачей.

Такая организация данных используется при незначительных объемах  информации и, как правило, обеспечивает более быстрое время обработки данных.

Недостатками локальной (пофайловой) организации и данных являются:

• жесткая привязка задач к файлам данных, что затрудняет процесс использования информационной базы ввиду строгой очередности решения задач и использования файлов данных, обусловленной информационной связью задач. Система может решать регламентированный круг задач по заранее оговоренному алгоритму и не в состоянии формировать файл для любой задачи, поступающей в форме запроса;
• существует жесткая привязка данных к программам. Всякое изменение в структуре обрабатываемых файлов вызывает изменения в программах, при этом различные структуры данных обусловливают многообразие программ;
• наличие большого количества взаимосвязанных первичных и промежуточных файлов данных затрудняет процесс поддержания их в рабочем состоянии. Любые изменения надо вносить не только в первичные, но и во все связанные с ними промежуточные файлы данных. Не всегда возможно синхронное обновление данных, что приводит к разногласиям в оценке информационной ситуации на объекте со стороны различных пользователей;
• данные, используемые в различных расчетах, представляются в других, разных формах и это ведет к тому, что в информационном фонде создается большая избыточность, возникают определенные трудности в их обновлении;
• не обеспечивается быстрое формирование ответа на запросы пользователя, автоматизированное обслуживание пользователя.

Поэтому организация локальных файлов, исходя из указанных недостатков, может применяться только в специализированных приложениях, требующую очень высокую скорость реакции, при импорте необходимых данных.

Интегрированная информационная база. Указанные недостатки полностью или частично отсутствуют в интегрированной информационной базе, т. е. в базе данных.

Интегрированная информационная база, т. е. база данных (БД) - это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для множества приложений.

Создание базы данных при увеличении объемов информации обеспечивает многоцелевое применение и эффективное удовлетворение информационных потребностей различных пользователей. При этом данные рассматриваются как информационные ресурсы для разноаспектного использования. При этом решается ряд проблем:

• отпадает необходимость в каждой прикладной программе детально решать вопросы организации файлов;
• устраняется многократный ввод и дублирование одних и тех же данных;
• не возникает проблемы изменения прикладных программ в связи с заменой физических устройств или изменения структуры данных;
• повышается уровень надежности и защищенности информации;
• уменьшается избыточность данных.

Требования к организации базы данных. К организации базы данных предъявляются следующие основные требования [18]:

• логическая и физическая независимость данных, программ от изменений структуры базы данных;
• контролируемая избыточность данных;
• стандартизация данных за счет использования классификаторов;
• наличие словаря данных;
• специализация интерфейса для администратора базы данных и пользователя системы;
• контроль целостности данных
• защита данных от несанкционированного доступа; наличие вспомогательных программных средств (утилит) проектирования и эксплуатации базы данных.

Способы и принципы организаций баз данных. Основными способами организации базы данных является создание централизованных и распределенных баз данных.

Централизованная база данных (centralizeddatabase) - это база данных, содержимое которой размешено в единой информационной базе на одной ЭВМ (в отличие от распределенной базе данных, компоненты которой рассредоточены по разным узлам вычислительной системы).

Принципами построения централизованной базы данных являются:

• обеспечение логической организации баз данных с помощью построения глобальной модели данных;
• представление информационных потребностей для каждой задачи в виде подмоделей данных;
• выделение специального языка описания данных для получения схем и подсхем;
• описание процедур обработки данных с использованием языка манипулирования данными;
• разделение доступа к полям данных,
• защита данных через пароль;

обеспечение доступности данных для нескольких пользователей.

Распределенная (децентрализованная) база данных (distributeddatabase.) – это совокупность баз данных, физически распределенных по взаимосвязанным ресурсам вычислительной системы и доступная для совместного использования в различных приложениях.

Принципами построения распределенной базы данных являются:

• учет территориального расположения подразделений экономической информационной системы;
• обеспечение независимости данных от территориального расположения;
• оптимальное размещение базы данных между абонентами и серверами;
• сокращение стоимости информационного обслуживания абонентов;
• обеспечение решения сложных межведомственных (межорганизационных) задач;
• надежность хранения обработки данных.

Базу данных можно представить как управляемую единую информационную базу, в нее входят не только соответствующим образом организованные и логически связанные данные, но и система их описания, а также средства, поддерживающие установленные информационные связи. База управляется системой управления, представляющая собой комплекс программных средств формирования, ведения и использования баз данных. Программные средства составляют функциональную основу базы данных на основе специальной системы управления базами данных (СУБД).

Система управления базами данных - это комплекс программных и языковых средств общего или специализированного назначения, необходимых для создания баз данных, поддержании их в актуальном состоянии и организации доступа к ним различных пользователей в условиях принятой технологии обработки данных.

Управление данными с помощью систем управления базами данных (СУБД) обеспечивает совместимость этих данных, уменьшение синтаксической и семантической избыточности, соответствие данных реальному состоянию объекта, разделение хранения данных между пользователями и возможность подключения новых пользователей. Но централизация управления и интеграция данных приводит к проблемам другого характера: необходимость усиления контроля вводимых данных, необходимости соглашения между пользователями по поводу состава и структуры данных, разграничение доступа и секретности данных.

Банки данных. Современной формой организации внутримашинного информационного обеспечения является технология банков данных, и их развитие определяется рядом факторов: ростом информационных потребностей пользователей, требованиями эффективного доступа к информации, появление новых видов массовой памяти, увеличением ее объемов, новыми средствами и возможностями в области коммуникации и многими другими.

Банк данных (databank)-это совокупность всех или нескольких баз данных длительного хранения в информационных системах, а также программных и технических средств, обеспечивающих ее накопление, обновление, корректировку и использование.

Основными структурными элементами банка данных являются:

• одна или несколько баз данных;
• система управления базами данных (СУБД);
• совокупность программ, описывающих решаемые задачи; система управления процессами использования этих программ.

Если это автоматизированный банк данных (АБД), то его деятельность является одним из режимов работы вычислительной техники – режим сбора, хранения и выдачи всей необходимой для управления информации.

Автоматизированный банк данных (АБД) - это организационно-техническая система, включающая в себя банк данных и систему ее управления.

СУБД содержат компиляторы (интерпретаторы) языка описания данных, язык манипулирования данными и язык запросов, манипулятор банка данных и набор сервисных программ манипулятора и администратора банка данных. Эти специальные языки позволяют осуществлять пользователю взаимодействие с банком данных.

Системы управления базами данных (СУБД) являются неотъемлемой частью  любой информационной системы. Тип используемой СУБД обычно определяется масштабом информационной системы – малые информационные системы могут использовать локальные СУБД, а в корпоративных информационных системах потребуется мощная клиент – серверная СУБД, поддерживающая многопользовательскую работу.

В настоящее время наиболее широко распространены реляционные СУБД. Несмотря на очевидную привлекательность и растущую популярность объектно-ориентированных СУБД,  пока все еще преобладают реляционные базы данных, являющиеся хорошо отлаженными, развитыми, сопровождаемыми системами.

Традиционными методами организации  информационной системы является двухзвенная архитектура клиент – сервер. В этом случае вся прикладная часть АЭИС размещается на рабочих станциях, а на стороне сервера осуществляется только доступ к базе данных. Чтобы разгрузить клиентскую рабочую станцию и уменьшить разгрузку сети применяются трехзвенные архитектуры клиент – сервер. В этой архитектуре, кроме клиентской части системы и сервера базы данных, вводится промежуточный сервер приложений. На стороне клиента выполняется только интерфейсные действия, а вся логика обработки информации поддерживается в сервере приложений.

{/spoilers}