4.5. Основы организации банков данных

В общем виде проблема организации информационных масси­вов на логическом и физическом уровнях во многом определяет­ся используемыми техническими средствами. Файловый способ организации памяти в ЭВМ второго поколения позволял созда­вать не связанные между собой информационные массивы. При этом для решения функциональных задач разных подсистем часто требовались одни и те же данные, которые было полезно рас­полагать в семантически связанном виде. Это приводило к дуб­лированию данных и довольно сильной децентрализации инфор­мации. В целях устранения избыточности информации и обеспечения возможности выбора данных по любым ключевым признакам при минимизации времени доступа оказалось целесо­образным интегрировать данные путем создания банка данных.

Банк данных не есть собрание данных. В нем должна быть предусмотрена система управления на основе современных прог­раммных и языковых средств. Необходимость коллективного до­ступа к информационной базе, высокая скорость обработки и тре­бования к верности получаемой информации создают серьезные проблемы при организации банков данных.

База данных в общем случае представляет собой совокупность взаимосвязанных данных, которые хранятся в соответствии с оп­ределенными требованиями. Эти данные должны отличаться ми­нимальной избыточностью, возможностью реорганизации, доста­точно простым доступом пользователя к данным. База данных представляет собой информационную модель объекта управле­ния. Кроме данных как совокупности взаимосвязанных элемен­тов в состав базы входит программно-логический комплекс, обес­печивающий организацию хранения, обновления и доступа к дан­ным. Программно-логические средства этого комплекса называ­ются системой управления базой данных. Совокупность базы данных и системы управления базой составляют автоматизиро­ванный банк данных.

Получение единого автоматизированного банка данных было основной тенденцией развития информационного обеспечения в последние годы. Создание информационно-вычислительных сетей позволило перейти к объединению отдельных локальных банков данных в единую распределенную систему. Появилась идея рас­пределенного банка данных. Здесь возникают проблемы интегра­ции информации, оптимального использования данных в зависи­мости от их размещения. При этом пользователь должен быть независим от местоположения данных в банке.

При организации данных в банке возможно несколько подхо­дов. Естественным может быть такой подход, когда данные ор­ганизовываются в зависимости от необходимости их использова­ния для решения конкретных функциональных задач, т. е. способ организации данных во внешней памяти и доступа к ним опре­деляется конкретной предметной областью. Однако это приводит к дублированию данных в банке. Организация информации на основе автоматизированного банка данных позволяет использо­вать одни и те же данные многократно для различных функцио­нальных задач, существенно сокращая избыточность данных и устраняя их дублирование.

Информационное обеспечение складывается из внемашинного и внутримащинного обеспечения, а поэтому организацию данных. Необходимо рассматривать на внешнем и логическом уровнях. Внешний уровень – уровень оргшанизации данных в виде документов, т.е. уровень внешнего информационного обеенечё-ния. Общение пользователя с документами упрощается, если имеется возможность находить по реквизитам отдельные призна­ки документов, что ускоряет процесс поиска показателей, их сор­тировки, преобразования и т. д. Таким образом, пользователь работает с некоторой внешней моделью информационной базы. Благодаря наличию массивов показателей упрощается процесс общения пользователя с внешней моделью. На логическом уров­не информационная база представляется совокупностью инфор­мационных массивов.

Наряду с массивами, как указано выше, существуют иден­тификаторы массивов, возникает комплекс массивов. Проблема организации внутреннего информационного обеспечения сводится к проблеме организации массивов в памяти на логическом уров­не. Пользователю для решения конкретной функциональной за­дачи должны быть выделены некоторые совокупности данных по соответствующему признаку, а отсюда возникают требования пользователя к организации данных. С точки зрения пользова­теля эти данные должны соответствовать решению конкретной задачи, а с точки зрения базы данных они должны составлять некоторое подмножество базы; отсюда на языке архитектуры открытых систем вводится понятие логического уровня пользо­вателя. Он связывает совокупность данных пользователя с со­вокупностью данных как части банка данных системы. На внеш­нем уровне данные описываются по некоторому семантическому смысловому принципу и в основном осуществляются некоторые процедуры кодирования, идентификации, выделяются дескрипто­ры, т. е. ключевые слова и устойчивые словосочетания, которые описывают содержательное отношение между понятиями в дан­ной предметной области. Для описания их существуют инфор­мационные языки дескрипторного типа. При выполнении про­стейших операций по логической обработке данных эти si3wvv находят достаточно широкое применение.

Языки могут усложняться путем введения грамматики. Обыч­но -вводят словарь отношений между дескрипторами — тезаурус. Он хранится в памяти ЭВМ и обеспечивает быстрый поиск ин­формации по запросу. На логическом уровне системы и логиче­ском уровне пользователя описание данных осуществляется с по­мощью специальных языков описания данных (ЯОД). На основе языков формируются различные логические отношения между элементами структуры базы данных, описываются стратегии по­иска, контроля, дается спецификация отличий представления данных в базе и программе пользователя.

Организация данных на физическом уровне—это размещение их на физических носителях информации. Ранее указывалось, что физическая организация практически не зависит от семантических данных и от их логической структуры. Организация данных

на физическом уровне осуществляется по тем же принципам, по которым осуществляется фйзическаякоргаяизация информацион­ных массивов в памяти ЭВМ.

При конструировании банка данных необходимо учитывать три основных аспекта:

1. Способ сведения данных в некоторые агрегаты, например информационные массивы и реализацию связей между ними. -

2. Базу данных, т. е. информацию, помещаемую в банк дан­ных.

3. Систему управления базой данных.

Эти аспекты по-разному реализуются в современных банках данных. Большое количество созданных банков данных позволяет провести их классификацию по следующим признакам: струк­туре; виду запоминающего устройства; используемому методу адресации; языку обслуживания. По структуре различают банки данных с фиксированной и произвольной структурами.

При использовании фиксированной структуры данных строго определены структуры наборов, типы записей» связи меж­ду ними. Создание новых наборов или добавление новых типов связей в таких структурах невозможно. Такие банки данных до­статочно просто выполняют функции формирования» корректи­ровки, выдачи ответов на запросы, и во многом здесь автомати­зируется процесс обработки информации/Обычно такие банки создаются как проблемно-ориентированные ч могут быть универ­сальными для решения широкого класса задач.

При произвольной структуре данных пользователь мо­жет сам формировать записи и их наборы. Система программ пре­дусматривает наличие универсальных процедур работы с запи­сями и со связями между ними. Эти процедуры могут быть ис­пользованы при решении различных задач.

По методу адресации могут быть выделены банки данных, использующие цепной способ, и банки данных с применением ин­дексных таблиц. При цепном способе формируется цепь записей, в которой выделяется главная запись. Дублирование устраняется путем объединения взаимосвязанной информации. Получив доступ к главной записи, можно по цепи получить все записи, входящие в данную цепь. Наряду с последовательным до­ступом при цепном способе адресации возможно и прямое обра­щение к каждой записи. При использовании индексных таб­лиц адресные ссылки организуются в форме индексных таблиц и выводятся из основного информационного массива. Индексные габлицы хранятся независимо от основного информационного массива. Нахождение записей осуществляется по адресной ссылке.

Обобщенная структура банка данных представлена на рис. 4.8. В состав банка входят следующие структурные элементы: база данных (БД) как совокупность данных, организованная по определенному принципу; система управления базой данных (СУБД), выполненная в виде программного обеспечения функционирования базы данных; информационные языки описания данных (ЯОД) и манипулирование ими; администратор (А), тех­нические средства (ТС) базы даиных. Пользователь общается с базой данных с помощью языка запросов (ЯЗ), запись схем баз данных осуществляется на языке описания данных (ЯОД). Сис­тема управления базой данных включает в себя компиляторы и интерпретаторы языков запросов и языков обработки данных, манипулятор и сервисные программы. Манипулятор организует взаимодействия всех компонентов системы и связь их с окружаю­щей средой и администратором базы данных. Администратор базы данных координирует работу данных, а также выполняет ряд операций, главной из которых является составление баз дан­ных в соответствии с требованиями пользователя, реорганизация базы данных, генерация и развитие СУБД. Функционирование базы начинается с запроса пользователя (П), который проходит этап предварительной обработки (ПО), т. е. выполняется син­таксический и логический контроль запроса. Если ошибки не об­наружены, то происходит интерпретация запроса (ИЗ), т. е. рас­познается требование пользователя и запрос переводится с языка запроса на язык манипу­лирования данными, да­лее осуществляется обра­щение к рабочей области памяти, поиск данных (ПД), их корректировка, обновление и т. д. Далее осуществляется контроль данных, редакция ответов (РО) и выдача на печать пользователю. Такая структура банка данных является общей. Более конкретные сведения по рганизации базы данных могут быть получены из анализа мо­делей баз данных.

Широкое распространение получили несколько моделей баз данных. Наиболее характерными среди них являются иерархи­ческая, сетевая и реляционная. Эти модели отражают отношения, которые существуют между группами элементов данных и поз­воляют описать структуры массивов и связей между ними. В иерархической модели отношения между группами эле­ментов данных являются зависимыми, т. е. выделяются исходные и порожденные группы. Иерархические отношения позволяют форм ал изовать описание связей на основе теории графов.

На рис. 4.9 представлена иерархическая древовидная струк­тура, где выделены порождающий узел—корень К и ряд у ровней иерархии. Нижний уровень соответствует концевым узлам графа. Если сопоставить данное изображение с деревом, то узлы нижнего уровня—это листья дерева, и каждый порожденный узел имеет не более одного исходного порождающего узла. Дре­вовидные структуры типа деревьев нашли применение для опи­сания базы данных как на логическом, так и на физическом уровнях. Узел представляет собой некоторую строку на каждом

уровне. Поиск данной строки или записи осуществляется при движении сверху вниз, т. е. от верхних уровней иерархии к ниж­ним. Для нахождения требуемой записи необходимо идентифи­цировать тот узел, к которому обращаются, и далее определить подчиненные ему узлы. Это затрудняет доступ к иерархической базе, а также ее корректировку и реконфигурацию. В частности, устранение любого узла некоторого уровня влечет за собой ис­ключение всех зависимых узлов, находящихся на более низких уровнях. При этом могут быть потеряны сведения в процессе кор­ректировки базы данных.

Формализованно иерархическая структура представляется на­правленным графом, узлы которого определяют наборы данных, строки—записи, а дуги—отношения между ними. По иерархиче­скому типу разработан банк «Ока», который сопрягается с опе­рационной системой ОС ЕС ЭВМ и обеспечивает реализацию достаточно больших баз данных широкого назначения. Система «Ока» обеспечивает как пакетную обработку информации, так и телеобработку. Она допускает до 15 иерархических уровней. Воз­можно произвольное объединение отдельных наборов данных. Физическая организация данных в памяти может быть последо­вательной (элементы данных располагаются один за другим) я прямой (используются адресные ссылки). Прямой доступ позво­ляет более оперативно работать с базой данных.

Групповые отношения между данными могут иметь неиерар­хический характер. В этом случае они описываются графом, который будет иметь сетевую структуру. Такая модель получила название сетевой модели базы данных. Данные сетевой модели представляются в виде записей, отношения между записями определяют доволннтельвые запнси-связи, которые обьединяют записи-узлы. Эти связи выражают определенные зависимости между данными. Связи между записями порождают цепочки и объединяются в замкнутые цепи. Набор записей сетевой модели включает в себя тип записей, который является владельцем на­бора, и ряд членов, которые являются непосредственно записями.

Число записей в наборе может быть произвольным: можно удалять отдельные записи, дополнять их без разрушения остав­шихся. Это существенное достоинство сетевой структуры.

Для отображения связей вводится ряд связующих цепочек, что приводит к значительной сложности сетевой модели по от­ношению к иерархической, так как в иерархической модели от­ражаются связи типа «один — много», а в сетевой — связи типа «много—много». Сетевые структуры реализуются в отдельных банках данных, например банке «Седан». Этот банк характери­зуется прямым доступом, простыми программными средствами, допускает использование нескольких языков программирования, в том числе универсальных языков. Иерархическая и сетевая структуры соответствуют вполне четкому логическому описанию, а поэтому при определенном уровне развития базы данных и ее последующем расширении возможно нарушение логического опи­сания базы данных, что приводит к резкой переделке базы на логическом уровне. Данные становятся зависимыми, поэтому ча­сто находит применение реляционная база данных.

В основе реляционной базы лежит представление отношений между данными в виде двумерных таблиц. Процесс представле­ния отношений в такой форме называется нормализацией. Для описания отношений и операций с ними применяют алгебру от­ношений. Запросы в реляционной базе, как и обработка данных. осуществляются на языке» основанном на алгебре отношений.

Каждый элемент данных отображается в таблице одним, сим­волом. Строка таблицы представляет собой набор элементов дан­ных, которые соответствуют понятию «кортеж». Набор однотип­ных символов, располагаемых в одном столбце, называется доменом. Если таблица имеет п столбцов и п строк, то отношение, определяемое этой таблицей, имеет степень л. Простейшие бинар­ные отношения соответствуют таблице с двумя столбцами. Реля­ционная база данных характеризуется простотой ввода новых данных. Ввод данных производится в виде строк кортежа, кото­рый обладает своим идентификатором-ключом. Необходимо, что­бы вводимый ключ-идентификатор отличался от ключей осталь­ных кортежей отношения. В качестве ключа выбирают элемент кортежа, называемый основным. В общем случае ключ может быть составным, т. е. содержать более одного элемента данных. Наличие ключей вызывает и некоторые недостатки в использо­вании банка данных такого типа. Удаление кортежа должно со­провождаться удалением всех кортежей в отношениях, которые содержат значения удаляемого ключа. Учитывая наличие единого формализованного языка алгебры отношений в основе база данных, можно иметь программное обеспечение» позволяющее ав­томатизировать этот процесс. В целом реляционная база данных обладает тем достоинством, что использует уже готовый извест­ный язык алгебры отношений, на основе которого можно осуще­ствить простую реорганизацию—обновление базы данных. Пер­вый уровень организации реляционной базы есть уровень взаи­модействия с операционной системой. Второй уровень организа­ции соответствует уровню взаимодействия с программистом. Тре­тий уровень—наиболее важный для АИС, соответствует взаимо­действию с пользователем, не обладающим специальными позна­ниями в области программирования. Реляционная база данных является перспективной. Она находит широкое применение и поз­воляет совершенствовать и развивать существующие АИС, осо­бенно при переходе к интегрированным АИС.

Развитие информационного обеспечения предполагает разра­ботку значительного количества типовых банков данных, способ­ных работать в функциональном смысле с различными типами ЭВМ. Важно, чтобы банк данных был универсальным с точки зрения используемой машины. Создание распределенных вычис­лительных систем, объединяющих в себе управляющие вычисли­тельные машины типа СМ, микропроцессоры, персональные ЭВМ заставляет создавать типовые банки данных, которые должны реализовываться на различных типах операционных систем. Осо­бо важным является свойство развития, т. е. возможность совер­шенствования банка данных с учетом наращивания решаемых функциональных задач АИС, а также появления дополнительных технических возможностей аппаратных средств и программных возможностей операционных систем. В этих условиях реляцион­ные структуры баз данных весьма перспективны.

Создаются и специальные системы управления базами дан­ных (СУБД). Несмотря на наличие большого числа типовых бан­ков данных и СУБД, проблемы оптимальной организации масси­вов, размещения их в памяти машины, проблемы общения базы данных с пользователем, реорганизации базы остаются весьма актуальными. Особенно важны задачи, связанные с разработкой новых баз данных и созданием математического аппарата по ав­томатизированному синтезу информационного обеспечения АИС. Проблема автоматизированного синтеза переходит из области научных интересов в сугубо практическую инженерную область.

Задача синтеза структуры информационной базы сводится к определению отношений, хранимых в базе данных, упорядочению ключевых реквизитов отношений, составлению логических запи­сей и упорядочению их во внешней памяти, распределению дан­ных по различным областям хранения на физическом уровне с учетом решения конкретных функциональных задач и возможно­сти корректировки данных при реорганизации базы. Этот синтез может быть выполнен формализованно, в качестве основного критерия синтеза базы данных целесообразноадно принять временной критерий, который учитывает на поиск данных для реализации алгоритмов решения функциональных задач и время на зы в течение требуемого интервала оптимиза-ной постановке задачи необдодимо учесть ог­ни объем базы, на время решения задачи, на бы организации связи между данными» определяемые типом используемой системы управления базой данных. Формализации задачи синтеза информационной базы позволяет перейти к автоматизированному проектированию ее и резко сни­зить сроки создания и внедрения автоматизированных систем управления различного назначения. На стадии проектирования информационного обеспечения должны закладываться и меры по обеспечению верности обработки информации [22].

Выбор структуры информационного обеспечения зависит от требований к размещению, вводу, выводу и реорганизации дан­ных. Централизованная структура банков данных целесообраз­на при решении задач планирования, учета, контроля. Для задач оперативного управления более эффективной оказывается де­централизованная (распределенная) структура банков данных, соответствующая перспективным распределенным АИС. Распре­деленный банк данных включает в себя распределенную базу в виде совокупности объединенных сетью баз данных, разме­щенных на разных ЭВМ и поддерживаемых одной или несколь­кими СУБД. Существенное влияние на функционирование рас­пределенного банка данных оказывает сеть. Физические харак­теристики сети определяют возможности распределенной обра­ботки информации.

Эволюция распределенных банков данных проходила таким образом, что вначале пользователи через систему передачи дан­ных подсоединялись к мощной ЭВМ и к базе данных на ее ос­нове. Это соответствовало терминальной сети ЭВМ. На следую­щем этапе у пользователей сформировались местные базы дан­ных с собственными СУБД. Терминалы пользователя через сис­тему передачи данных подключались к центральному вычисли­тельному комплексу. Обработка информации происходила на каждой ЭВМ раздельно. Обмена между данными не было. При переходе к распределенной обработке у пользователя создается локальная база данных. Через систему передачи локальные ба­зы обмениваются данными с центральной базой, управляемой от мощной ЭВМ. Возможности распределенной обработки ин­формации в настоящее, время ограничены пропускной способ­ностью используемых в сети каналов связи. В связи с этим ми­нимизируют обмен данными с передачей в центральную базу данных лишь обобщенной информации.

Таким образом, распределенный банк данных—это много­уровневая система, в которой функции информационного обеспечения АИС реализуются за счет взаимодействия локальных и центральной баз данных.

Существенной проблемой при разработке распределенного банка данных является организация управления обменом дан­ных. С помощью СУБД пользователь должен иметь возможность работать с распределенными по разным ЭВМ данными как еди­ным целым при решении функциональной задачи АИС. Жела­тельно, чтобы пользователь не задумывался над физическим расположением данных, т. е. взаимодействовал с базой на логи­ческом уровне. Он не должен ощущать наличие других пользо­вателей в распределенной системе. Поэтому в структуре распре­деленного банка данных предусматривают СУБД и систему уп­равления распределенным банком данных СУРБД, обеспечивая физический и логический уровни управления.

Проблема построения банка данных является основной за­дачей инженера-системотехника, если он специализируется в области автоматизированных информационных систем. В осно­ве функционирования этих систем лежат такие информационные процессы, как передача, обработка, хранение и поиск информа­ции.

Наука об информационных процессах развивается одновре­менно с совершенствованием программно-аппаратных средств вычислительной техники. Повышение интеллектуальных возмож­ностей компьютеров позволяет говорить о переходе к построению интеллектуальных систем. Интеллектуальные системы становят­ся перспективным направлением деятельности инженера-систе­мотехника. В рамках этих систем данные на определенной сту­пени эволюции структурно усложняются. Возникают знания. Ес­ли подходить к определению знаний исходя из их связи с дан­ными, то можно выделить системные, предметные и процедурные знания.

Системные знания отражают сведения из предметной области, на которую ориентирована создаваемая система. На основе этих знаний формируется модель преметной области.

Предметные знания содержат характеристики кон­кретных объектов. Эти знания отображаются данными и фор­мируют базу данных.

Процедурные знания имеют алгоритмический харак­тер» реализуются в виде программного продукта (прикладного программного обеспечения).

Совокупность модели предметной области, базы данных и прикладного программного обеспечения составляет основу базы знаний. Таким образом, банки данных получают дальнейшее развитие и в отличие от них базы знаний используют информа­цию для интеллектуальной обработки.

Исторически базы знаний совершенствовались совместно с экспертными системами, в которых моделируется деятельвость специалиста конкретной предметной области. Экспертные системы наряду с выполнением информационно-справочных функций реализуют функции принятия решения. Для этого в процессе обучения в базе знаний накапливается и обобщается информа­ция о принятии решений экспертами в различных ситуациях. На этапе функционирования экспертная система предлагает воз­можный вариант решения. В настоящее время успешно функци­онируют узко специализированные экспертные системы. В про­изводстве экспертные системы могут быть использованы для пе­редачи опыта высококвалифицированных специалистов при обу­чении, а также как поддержка при принятии управленческого решения.

Экспертные системы незаменимы при проведении научных исследований, проектировании новых машин и агрегатов, в тех­нологической подготовке производства и во многих других об­ластях. В структуре экспертной системы можнэ выделить базу знаний, систему накопления знаний, систему общения с поль­зователем и систему, объясняющую пользователю ход получе­ния вывода (ответа на вопрос).

Разработчик экспертной системы создает аппаратно-програм-мные средства и на их основе «оболочку» экспертной системы. Наполнение системы осуществляется специалистом предмет­ной области. Это должен быть инженер по знаниям, который зна­ет структуру экспертной системы и одновременно является спе­циалистом в данной предметной области. Особо важна в насто­ящее время передача индивидуальных знаний как результата творческой работы человека.

Экспертные, расчетно-логические и интеллектуальные ин­формационно-поисковые системы переводят АИС на новую сту­пень развития, резко повышая ее экономическую эффективность. Возникает интеллектуальный интерфейс, благодаря которому пользователь начинает непосредственно общаться с ЭВМ, что значительно повышает качество принимаемых решений. Появля­ется возможность ввода запроса на естественнсм языке и полу­чения ответа не только в виде информации, имевшейся в бан­ке данных, но и вновь полученной в интеллектуальной системе за счет вычислений и логического вывода.

Работникам управленческого персонала серьезную помощь в неструктурированных либо слабоструктурированных ситуаци­ях могут оказать системы поддержки принятия решения СППР. При достаточном развитии эти системы становятся интеллекту­альными и используются, когда процесс принятия решения не может быть полностью формализован в силу необходимости учета субъективного мнения работника управленческого персо­нала (лица, принимающего решения). Однако к настоящему времени имеется еще мало практически внедренных интеллектуальных систем, что прежде всего можно объяснить современным

уровнем развития ЭВМ и трудностями их создания и внедрения. Использование интеллектуальных систем открывает возможность перехода к новой информационной технологии, благодаря которой могут быть приняты качественно новые решения в об­ласти планирования, управления и проектирования по всему жизненному циклу новых изделий и технологических процессов. В настоящее время информационная технология нашла приме­нение в производстве, научных исследованиях и эксперименте, проектировании и обучении. В основе информационной техноло­гии лежат базовые информационные процессы и организация их взаимодействия. На базе информационной технологии функ­ционируют коммуникационные системы, системы автоматизации проектирования программного и информационного обеспечении, различные системы информатики.

По своему содержанию информационная технология пред­ставляет собой составную часть информатики. Физический уро­вень информатики составляют программно-аппаратные средства вычислительной техники и техники связи; логический уровень— это модели и 'методы информационной технологии; прикладной уровень обеспечивает построение АИС, АСНИ, САПР, интегри­рованных систем автоматизированного управления и т. д.

Информационную технологию можно рассматривать как сис­тему, к созданию которой применимы методы системного подхо­да. Цель информационной технологии—обеспечить реальную автоматизацию производства при резком уменьшении людских ресурсов. При этом необходимые профессиональные знания дол­жны быть в виде экспертных систем введены в ЭВМ. Разработ­чики новых изделий и технологических процессов, используя ав­томатизированные рабочие места, смогут иметь персональный интеллектуальный доступ к широкому полю информации, хра­нимой в базе знаний.

К методам создания информационной технологии можно отнести методы синтеза базовых информационных процессов и модели, описывающие их взаимодействие. Общепринятой явля­ется эталонная модель взаимодействия открытых систем, в ко­торой предусматривается семь уровней протоколов: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представитель­ский, прикладной.

На нижнем, физическом, уровне управляют цепью канала связи, оперируя его физическими и электрическими ха­рактеристиками. Этот уровень обеспечивает сопряжение систем с разными параметрами.

На канальном уровне формируются блоки сообщений с обеспечением их достоверной передачи, т. е. реализуется об­наружение и исправление ошибок, вызванных воздействием по­мех. На этом уровне оперируют с информационными кадрами, в которые упаковываются данные.

Сетевой у р о в е и ь устанавливает сетевое соединение между систеидин на основе логических каналов для передачи пакетов данных. В Функции этого уровня входят управление мар-шрутом потока данных, ограничение скоростей передачи инфор­мации с целью согласования их с пропускными способностями каналов.

Транспортный уровень предоставляет сквозное со­единение и управляет процессом транспортировки данных. Пере­дача., данных при этом осуществляется за счет формирования виртуальных каналов или дейтаграмм. Виртуальный канал пред­ставляет собой соединение, которое образуется после обмена уп­равляющими пакетами данных между отправителем и получа­телем и существует в течение времени передачи заданного объ­ема информации. В дейтаграмме (блоке данных) содержатся сведения об отправителе и получателе, необходимые для дове­дения информации до потребителя. Рассмотренные уровни обра­зуют транспортную службу сети.

Сеансовый уровень обеспечивает стандартизацию про­цесса установления и завершения сеанса связи. Благодаря это­му осуществляется унификация соединений и взаимодействия пользователей. Сеансы могут реализовываться параллельно меж­ду разными прикладными процессами.

Представительский уровень управляет формой данных (синтаксисом), их кодировкой, представлением на экра­нах дисплеев или печати. Это позволяет обеспечить однознач­ное понимание данных взаимодействующими процессами. При установлении' сеанса реализуется взаимодействие пользователя с распределенной транспортной сетью.

Прикладной уровень оперирует с прикладными про­цессами, т. е. информационно-технологическими процессами пользователей. На этом уровне реализуется системная поддерж­ка пользователя, в том числе диалоговые функции, работа с рас­пределенными базами данных и т. д. Последние три уровня об­разуют абонентскую службу пользователя.

Модели синтеза информационных процессов строятся на ос­нове вероятностных и детерминированных математических мето­дов. Получили распространение математические модели и гео­метрическое представление сигналов на физическом уровне. Ос­новы передачи информации заложены статистической теорией связи и разработанными в ней энтропийными характеристиками. Модуляция и кодирование решают проблемы помехоустойчивой передачи в условиях действия помех. Процесс обработки инфор­мации базируется на модели организации вычислительного про­цесса в АИС. Модель процесса обработки строится на основе функций отображения с разделением управляющих и информа­ционных связей. Такие информационные процессы, как хране­ние и поиск информации синтезируются на основе модели пред­метной области и структуризации данных с привлечением специ­альных языков/

Модель взаимодействия открытых систем нашла применение при построении информационно-вычислительных сетей, сетей обмена информацией, коммуникационных систем. В настояще вре­мя получают развитие сети интегрального обслуживания, кото­рые станут мощным средством внедрения информационной тех­нологии во все сферы жизни общества.

Информационная технология для инженера-системотехника является объектом разработки и в то же время базой создания систем автоматизированного управления различного назначе­ния.