- •Введение
- •1. Концепция информационных систем
- •1.1. Информация и данные предметных областей
- •1.2. Структура банка данных
- •1.2.1. База данных
- •1.2.2. Система управления базами данных
- •1.2.3. Словарь данных
- •1.2.4. Администратор базы данных и его функции
- •1.3. Контрольные вопросы
- •2. Инфомационное моделирование предметных областей для баз данных
- •2.1. Отображение явлений реального мира данными
- •2.2. Инфологическое моделирование по
- •2.3. Трехуровневое представление информационных объектов
- •2.4. Структурные элементы для моделирования данных
- •2.5. Ключи бд
- •2.6. Интеграция полей бд в отношения
- •2.7. Требования интеграции полей в отношения
- •2.8. Обобщенная структура модели данных в бнд
- •2.9. Er-модель бд
- •2.10. Формирование связей сущностей
- •Способ 1. Определение связи сущностей введением дополнительной сущности
- •Способ 2. Определение связей сущностей добавлением в тип сущности общих атрибутов
- •2.11. Бинарные отношения сущностей
- •2.12. Формы представления структур данных
- •2.13. Организация систем бд
- •2.14. Средства поддержки бд
- •2.15. Виды моделей данных для бд
- •Иерархическая модель данных
- •Сетевая модель данных
- •Реляционная модель данных
- •Контрольные вопросы
- •3. Системы управления базами данных
- •3.1. Функции и состав универсальной субд
- •3.2. Лингвистическое обеспечение субд
- •3.3. Независимость прикладных программ от данных
- •3.4. Операции над данными
- •Селекция данных
- •Обработка данных
- •Запросы к бд
- •3.5. Схема реализации запроса в БнД
- •Распределенная обработка данных
- •Комбинированная обработка данных
- •3.7. Целостность и ограничения целостности данных
- •3.8. Защита данных в бд
- •Контрольные вопросы
- •4.2.2. Вторичный ключ
- •4.3. Функциональные и многозначные зависимости
- •4.3.1. Функциональные зависимости
- •X y (X влечет y).
- •4.3.2. Аксиомы функциональных зависимостей
- •Контрольные вопросы
- •5. Реляционная алгебра
- •5.1. Операции над отношениями
- •5.2. Оператор "объединение" (union)
- •5.3. Оператор "вычитание" (difference)
- •5.4. Оператор "пересечение" (intersection)
- •5.5. Оператор "проектирование" (proj)
- •5.6. Оператор "выбор" (sel)
- •Комбинированный запрос с операторами proj и sel
- •5.7 Оператор "соединение" (join)
- •Запрос с соединением по одному полю
- •Алгоритм реализации
- •Запрос с соединением по нескольким полям
- •Алгоритм реализации
- •Оператор "соединение по условию"
- •5.8. Оператор "умножение" (product)
- •Запрос с оператором умножения
- •Алгоритм реализации
- •5.9. Оператор "деление" (division)
- •5.10. Оптимизация алгоритмов реализации запросов
- •Контрольные вопросы
- •6. Нормализация реляционных бд
- •6.1. Задачи нормализации Бд
- •6.2. Первая нормальная форма
- •6.3. Декомпозиция реляционных таблиц
- •Проблема дублирования, операторы реляционной алгебры для декомпозиции и объединения таблиц
- •Присоединенные записи
- •Теорема Хита
- •Критерий полной декомпозиции с исключением дублирования
- •6.4. Вторая нормальная форма
- •6.5. Третья нормальная форма
- •6.6. Экстранормализационные формы
- •Нормальная форма Бокса-Кодда
- •Четвертая нормальная форма
- •Пятая нормальная форма
- •6.7. Методические аспекты реализации нормализации
- •Контрольные вопросы
Цивилизация - это прежде всего информация.
Информация делает народы человечеством.
С.Залыгин
(К вопросу о бессмертии)
Введение
Современные мобильные стремительно развивающиеся, носящие глобальные масштабы процессы в производственной и хозяйственной, научно-технической и научно-организационной, общественно-политической и социальной областях человеческой деятельности сложны прежде всего тем, что требуют перманентного изменения их участников. Открывая новые перспективы, эти процессы одновременно вскрывают и различные проблемы, к которым относятся:
интенсификация освоения новых знаний,
форсирование процессов получения и обработки информации,
овладение эффективными технологиями, современными инструментариями.
Возможно ли сегодня в условиях научно-технической революции при скоротечных жизненных процессах оперативно осваивать, воспринимать нарастающие потоки новых знаний, лавинообразно увеличивающиеся объемы информации, успешно их использовать в решении практических задач? Существует ли какой-либо катализатор для ускорения адаптации в перестроечных процессах? Где его найти, как применить для достижения своих целей?
Практика ведущих мировых государств уверенно дает утвердительный ответ на все перечисленные вопросы. Рецепт - освоение и повсеместное применение современных компьютерных и информационных технологий на базе ЭВМ, персональной компьютерной техники, локальных и глобальных вычислительных информационных сетей, рабочих станций.
Сегодня информатизация общества - это свершившийся факт. Стало очевидным, что информация - это не просто научная категория, а коммерческая, являющаяся таким же принципиальным фактором развития, как сырье, энергия. Теперь для восполнения уменьшающихся запасов сырья и энергии человечество остро нуждается в информации. Информация открывает новые пути более рационального и экономного получения средств для дальнейшего научно-технического прогресса, развития всех сфер человеческой деятельности. Любая серьезная проблема неразрешима без переработки значительных объемов информации и налаженных коммуникационных процессов.
Исследования американских специалистов, отраженные в табл.В1, наглядно иллюстрируют эффективность качественного информационного обеспечения при проведении исследовательских и проектных работ. Из таблицы видно, что даже у высококвалифицированных специалистов временные затраты по выполнению работ можно сократить более чем в 1,5 раза лишь за счет своевременного и полного информационного обеспечения. Для серьезных разработок это дает выигрыш в несколько лет.
Таблица В1
Использование информации |
Относительное время решения заданий, % |
Без изучения информации |
100 |
С изучением информации в средней фазе работ |
84
|
С изучением информации до начала работ |
60
|
Дальнейший рост объема информации в еще большей степени повышает эффективность и актуальность систем информационного обеспечения. По данным ЮНЕСКО, около половины занятого населения наиболее развитых стран непосредственно участвует в процессах производства и распространения информации. В ряде стран до половины национального продукта связано с информационной деятельностью общества. Информатизация превратилась в важнейший ресурс общества, стала фактором производственной деятельности на всех уровнях.
В наше время информатика - это основа успеха в науке, технике, коммерции, бизнесе, менеджменте, политике, в любой духовной, культурной, производственной деятельности человека.
Информационные ресурсы - продукт интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной и творчески активной части трудоспособного населения. В последней четверти ХХ века информационные ресурсы достигли столь рекордных объемов, что были введены понятия "информационного взрыва", "информационной революции". Подтверждением тому является увеличение информационного потока с начала текущего столетия более чем в 30 раз.
Ежегодно в мире выпускается более 100 тыс. журналов на различных языках, 5 млн. научных статей, книг, брошюр. Всемирный фонд описаний патентов содержит около 500 млн. страниц текста, его ежегодный прирост - 1 млн. документов. В мире ежеминутно печатается примерно 2 тыс. страниц научных текстов, каждый час регистрируется 15-20 изобретений или открытий. Современный специалист должен ежедневно прочитывать примерно 1.5 тыс. страниц информации. В США около 50% рабочих и служащих заняты информационным обслуживанием. Однако практически вследствие невозможности оперативно проанализировать все научно-технические публикации немало разработок дублируется. Например, Американское химическое общество информирует, что каждое десятое проводимое в США исследование излишне, так как ранее подобная работа уже была проделана и результаты опубликованы.
Сегодня информационное невежество - прямой путь к банкротству. Вместе с тем информационный поток уже опережает возможности человека по его обработке и использованию, так как мозг человека не беспределен. Необходимо изыскание и применение принципиально новых методов и средств восприятия, передачи, обработки, хранения и распространения информации, способных оперировать с большими массивами информации в реальном времени.
В настоящее время это реализовано - на базе компьютеров создана информационная индустрия, определившая переход к безбумажным технологиям обмена информацией на основе видеотелефонов, факсимильной передачи документов, видеотекстных систем, электронной почты, телеконференций, локальных и глобальных сетей передачи данных, спутниковой связи, баз и банков данных, информационно-поисковых систем, автоматизированных рабочих мест. В мире работает несколько сотен информационных центров, имеющих около 3 000 баз данных, обеспечивающих удаленный диалоговый режим пользования. Информационная индустрия весьма доходна. В 1990 г. прибыль американских компаний, вовлеченных в информационную индустрию, составила 1 триллион долларов.
Феномен информации инициировал новую науку - науку об информации. Ее задачами являются: изучение свойств информации, методов управления информационными потоками и их использования, методов обработки информации для оптимального хранения, поиска и распространения. Можно сказать, что в настоящее время мировое сообщество все более превращается в гигантскую информационную систему. При этом в общем случае информационной системой называется функциональная система, предназначенная для записи, хранения, обработки и выдачи информации по запросам пользователей.
В соответствии с документами ЮНЕСКО для информатики введено следующее определение:
ИНРФОРМАТИКА - это крупное научное направление, которое включает методы и средства сбора, анализа и обработки информации на основе достижений микропроцессорной, компьютерной техники и технологий, средств и систем коммуникаций в целях научно-технического прогресса и социального развития мирового сообщества.
Методы и средства информатики, материализуясь, доходят до потребителя в виде новых информационных технологий, т. е. современных видов информационного обслуживания на базе компьютерных средств и коммуникаций. Компьютер открыл эру безбумажной технологии. По мнению академика Н.Н. Моисеева, создание компьютера столь же крупная веха в становлении человечества, как и использование огня.
Контрольные вопросы
В чем сложность перестроечных процессов?
Что является катализатором ускорения адаптации в перестроечных процессах?
Определите понятие "информационный взрыв", приведите иллюстрирующие примеры.
Определите понятие "информационные ресурсы" и обоснуйте их значимость.
Что вкладывается в понятие информатика?
Приведите характеристики, иллюстрирующие динамику развития технических и экономических факторов средств хранения информации.
Укажите основные направления, в которых актуально применение ПЭВМ.
Каковы основные аспекты решения различных прикладных задач на ПЭВМ?