Тема 19. Інформаційні бази та банки даних

ПЛАН

1. Поняття інформаційної системи, бази та банку даних.

2. Загальна характеристика інформаційно-пошукових систем законодавства.

ЛІТЕРАТУРА

1. Конституція України // Урядовий кур’єр, № 129-130 від 13.07.96 р. - К., 1996.

2. Про інформацію: Закон України від 02 жовтня 1992 р. // Відомості Верховної Ради України. - 1992. - № 48. Ст. 651.

3. Про Національну програму інформатизації: Закон України від 4 лютого 1998 р. // Відомості Верховної Ради України. – 2002. - № 1. Ст.3.

4. Про захист інформації в інформаційно-телекомунікаційних системах : Закон України від 31 травня 2005 року № 2594-IV.

5. Бачило И.Л., Лопатин В.Н., Федотов М.А. Информационное право: Учебник. – СПб.: Из-во “Юридический центр Пресс”, 2001. – 789 с.

6. Копылов В.А. Информационное право: Учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. - M.: Юристь, 2002.

7. Хахановський В.Г., Підюков П.П., Смаглюк В.М. та ін. Інформатизація управління в органах внутрішніх справ: Посібник / За заг. ред проф. Я.Ю. Кондратьєва. - К.: НАВСУ, 2003.

8. Хахановський В.Г., Тебякін О.М., Оліщук Ю.В. Курс лекцій з дисципліни “Криміналістична інформатика” / Під заг. ред. В.Г.Хахановського. - К., НАВСУ, 2002.

1 Поняття інформаційної системи, бази та банку даних.

У загальному вигляді інформаційну систему (ІС) можна визначити як сукупність організаційних і технічних засобів для збереження та обробки інформації з метою забезпечення інформаційних потреб користувачів (абонентів). Таке визначення може бути задовільним тільки при самій узагальненій і неформальній точці зору і потребує подальшого уточнення.

ІС здавна знаходять (в тому чи іншому вигляді) досить широке застосування в життєдіяльності людства. Це пов’язано з тим, що для існування цивілізації необхідним є обмін інформацією - передача знань як між окремими членами і колективами суспільства, так і між різними поколіннями.

Найдавнішими і найпоширенішими ІС слід вважати бібліотеки. Здавна в бібліотеках збирають книжки (або їх аналоги), зберігають їх, дотримуючись певних правил, створюють каталоги різного призначення для полегшення доступу до книжкового фонду. Видаються спеціальні журнали та довідники, що інформують про нові надходження, ведеться облік видачі.

Найстаріші (у моральному і у фізичному розумінні) системи повністю базувалися на ручній праці. Пізніше їм на зміну прийшли різні механічні пристрої для обробки даних (наприклад, для сортування, копіювання, асоціативного пошуку тощо). Наступним кроком стало впровадження автоматизованих інформаційних систем (АІС), тобто систем, де для забезпечення інформаційних потреб користувачів використовується ЕОМ зі своїми носіями інформації. В наш час - епоху інформаційного вибуху - розроблюється і впроваджується велика кількість різноманітних АІС з широким спектром використання.

Розглянемо поняття бази даних.

Зауважимо, що в літературних джерелах існує багато описів поняття бази даних, що значно відрізняються один від одного, акцентуючи увагу на тій чи іншій рисі об’єкта опису, але по суті вони достатньо близькі.

База даних (БД) - пойменована сукупність структурованих даних предметної області. Іншими словами, база даних - це сукупність взаємозв’язаних даних, що зберігаються разом.

З поняттям бази даних тісно пов’язані такі поняття:

1. Система управління базою даних (СУБД) - це комплекс програмних засобів, призначених для створення структури нової бази, наповнення її вмістом, редагування вмісту і візуалізації інформації. Під візуалізацією інформації бази розуміється добір відображуваних даних відповідно до заданого критерію, їхнє упорядкування, оформлення і подальша видача на пристрої виводу інформації або передачі її каналами зв’язку.

2. Банк даних (БнД) - заснована на технології БД система програмних, мовних, організаційних і технічних засобів, призначених для централізованого нагромадження і колективного використання даних;

Вимоги до БД:

- актуальність;

- повнота;

- вірогідність.

Оскільки одною з головних властивостей БД є орієнтація на широке коло застосувань, то природно передбачити засоби захисту від неавторизованого доступу (навмисного чи ненавмисного) користувачів до даних. З цією метою в БД встановлюється система паролів та ідентифікацій користувачів, а також розподіл даних і користувачів на групи з різними взаємними правами.

В науковій літературі існує досить значне розмаїття щодо класифікації АІС. Різні автори залежно від своїх завдань та точок зору виділяють ті чи інші критерії і розподіляють пріоритети між ними. Зупинимось на одному з таких підходів, який на наш погляд, найбільш узгоджується з іншими темами цього курсу. Отже, АІС класифікуються:

1. За призначенням (фактографічні, документальні та змішані);

2. За мовами (замкнуті системи, системи з базовою мовою та змішані);

3. За локалізацією (локальні та розподілені);

4. За схемою додаткової обробки (постобробка та попередня обробка);

5. За структурами даних (ієрархічні, мережного типу, реляційні).

Розглянемо детальніше кожний з цих критеріїв.

За призначенням. Документальні системи зорієнтовані на обробку та зберігання документа (порівняно великої за розміром послідовності символів), внутрішню структуру якого система (майже) повністю ігнорує, тобто він неподільний (атомарний) з точки зору системи. Споживачем результатів пошуку виступає, як правило, кінцевий користувач.

Фактографічні системи оперують фактами (даними) різних типів, що зв’язані в системі в більш чи менш складні структури. Дані, що є результатом пошуку, можуть стати складовою частиною звітів або використовуються різноманітними обчислювальними процесами.

Змішані системи включають в себе в тих чи інших пропорціях риси обох названих вище варіантів. Переважну більшість сучасних систем для ПЕОМ слід віднести до категорії змішаних.

Звичайно, наведені описові характеристики не дають можливості чітко визначитись у випадку класифікації кожної конкретної ІС, але дозволяють зробити перші грубі припущення. Для більш точних класифікаційних оцінок необхідно враховувати додаткові властивості, що відносяться до пошукового процесу, а також до особливостей мов запитів, реалізованих в тій чи іншій системі. Оскільки подальший наш розгляд буде стосуватися переважно фактографічних систем, тому зараз приділимо більше уваги саме документальним системам.

Дескрипторні або документальні АІС (ДАІС) історично були першими. Спочатку їх мовою була нічим не обмежена природна мова. Перші ДАІС були призначені для пошуку книг та документів у бібліотеках і великих сховищах, тому їх і почали називати документографічними.

Основним елементом інформаційного простору ДАІС була анотація або реферат книги, документа, явища чи об’єкта. Реферат повинен відображувати ті риси, які цікавлять користувача (як правило - людину). В ньому виділяються слова чи словосполучення, які в сукупності майже однозначно (в ідеалі точно) відповідають повному опису об’єкта, крім того, таких слів повинно бути відносно небагато. Їх називають ключовими словами або дескрипторами. Запит для ДАІС можна сформулювати у вигляді переліку дескрипторів, який на думку користувача характеризує потрібний реферат, а значить, і відповідний об’єкт. Алгоритм формування відповіді послідовно порівнює запит з кожним рефератом і вибирає такі, що пройшли порівняння. В таких системах запит називають пошуковим розпорядженням, а реферат - пошуковим образом.

За мовами (замкнуті системи, системи з базовою мовою та змішані). Системи з базовою мовою передбачають взаємодію користувача з СУБД із середовища якоїсь іншої мови програмування, де і виконуються більшість постпошукових перетворень даних. Такий підхід зручний для розробки різного роду систем як надбудов над СУБД, бо дає можливість створювати високоефективні програми постпошукової обробки даних.

Замкнуті системи самостійно забезпечують користувача всіма необхідними засобами як для локалізації даних, так і для їх постпошукової чи передпошукової обробки. Недоліком таких систем є те, що в них відсутні (або малоефективні) засоби для розробки надбудов – проблемно-орієнтованих комплексів.

Змішані системи передбачають наявність обох можливостей двох попередніх підходів і є найбільш поширеними сьогодні.

За локалізацією (локальні та розподілені). Локальність передбачає розташування всього програмного забезпечення і даних на одному ізольованому комп’ютері, а розподіленість означає розташування системи на мережі комп’ютерів з певною стратегією рознесення даних.

За схемою додаткової обробки (постобробка та попередня обробка). Головним призначенням будь-якої системи баз даних є підтримка функцій локалізації даних, що зберігаються, але дуже важливою властивістю, що може значно підняти інтерфейсний рівень системи, є наявність постобробки даних після їх локалізації в базі даних, чи попередньої обробки.

За структурами даних (ієрархічні, мережного типу, реляційні). Структури даних, що підтримуються в системі бази даних, - це важливий фактор, що впливає, як на виразову потужність, так і на ефективність функціонування.

Для систем з ієрархічною структурою базовою структурою даних є дерево; як правило, вони мають найвищу ефективність функціонування, але виразові можливості їх відносно низькі.

Системи з структурами даних типу мережа мають значно кращі виразові можливості, але дещо програють у ефективності функціонування, точніше, від користувача вимагається значно вищий рівень кваліфікації для ефективної експлуатації таких систем.

В останні десятиріччя найбільшого розповсюдження (особливо для персональних ЕОМ) зазнали СУБД реляційного типу, для яких характерно щонайпростіша структура даних - вони представлені у вигляді двовимірних таблиць, за допомогою яких можна описати предметну область.

Запис БД - це рядок таблиці, конкретна реалізація (значення) поняття предметної області.

Поле БД - це стовпець у таблиці даних, властивість (атрибут) певного поняття предметної області.

Для кожного поля задається тип даних, які можуть знаходитися в ньому. Запису в таблиці відрізняються значеннями своїх полів.

Ключове поле БД (ключ БД) - поле або декілька полів, які однозначно визначають (ідентифікують) запис.

Сучасні СУБД в основному є додатками Windows, тому що це середовище дозволяє більш повно використовувати можливості персональної ЕОМ, ніж середовище DOS. Зниження вартості високопродуктивних ПК обумовили не тільки широкий перехід до середовища Windows, де розроблювач програмного забезпечення може в меншому ступені піклуватися про розподіл ресурсів, але також зробив програмне забезпечення ПК у цілому і СУБД зокрема менш критичними до апаратних ресурсів ЕОМ.

Серед найбільш яскравих представників систем управління базами даних можна відзначити: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а також баз даних Microsoft SQL Server і Oracle, побудованих за технологією «клієнт-сервер». Фактично, у будь-якої сучасної СУБД існує аналог, який випускається іншою компанією, що має аналогічну область застосування і можливості, будь-який додаток здатний працювати з багатьма форматами представлення даних, здійснювати експорт і імпорт даних завдяки наявності значного числа конвертерів. Загальноприйнятими також, є технології, що дозволяють використовувати можливості інших додатків, наприклад, текстових процесорів, пакетів побудови графіків і т.п., і вбудовані версії мов високого рівня і засобу візуального програмування інтерфейсів розроблювальних додатків.

Все це дає можливість розглянути одну систему й узагальнити її поняття, прийоми і методи на весь клас СУБД. За такий навчальний об’єкт виберемо СУБД Microsoft Access, що входить до пакету Microsoft Office.

Microsoft Access - це функціонально повна реляційна СУБД. У ній передбачені всі необхідні засоби для визначення й обробки даних, а також для керування ними при роботі з великими обсягами інформації. Що стосується легкості використання, то Microsoft Access зробив тут справжній переворот, і багато хто для створення своїх власних баз даних і додатків звертаються саме до нього.

Система управління базами даних надає можливість контролювати завдання структури й опис своїх даних, роботу з ними й організацію колективного користування цією інформацією. СУБД також істотно збільшує можливості і полегшує каталогізацію і ведення великих обсягів інформації, що зберігається в численних таблицях. СУБД містить у собі три основних типи функцій: визначення (завдання структури й опис) даних, обробка даних і управління даними. Усі ці функціональні можливості повною мірою реалізовані в  Microsoft Access.

Похідне вікно Microsoft Access відрізняється простотою і лаконічністю. Вкладки цього вікна представляють основні види об’єктів, з якими працює програма.