6.3. Технология создания внутримашинного информационного обеспечения.

Для создания практического приложения пользователя на компьютере и работы с ним в некоторой предметной области данные внемашинной сферы должны быть перенесены на машинный носитель, где они образуют внутримашинную информационную базу (ИБ). Часть данных внутримашинной ИБ может формироваться в процессе решения задач или поступать по каналам связи из других систем. Важнейшей задачей разработки внутримашинной информационной базы является эффективная организация данных, хранимых на машинных носителях или в памяти ЭВМ.

Внутримашинное информационное обеспечение включает все виды специально организованной информации, представленной в виде, удобном для восприятия техническими средствами. Это файлы (массивы), базы и банки данных, базы знаний, а также их системы. Состав и структура внутримашинного ИО определяются способами организации файлов, баз и банков данных, взаимодействием между ними, развитием их во времени.

В зависимости от используемых программных средств организация массивов может иметь свои особенности. Информационные массивы могут быть организованы в виде отдельных независимых файлов (файловая организация) или быть в составе базы данных, являющейся интегрированной совокупностью взаимосвязанных массивов.

Терминологически понятия «файл» и «массив» близки по содержанию. И тот и другой представляют собой совокупность однородной жестко организованной и поименованной информации. Однако для файла точно определено место его расположения - магнитный диск, а массив информации может быть расположен в памяти ЭВМ, может быть представлен совокупностью однородных бумажных документов.

Назначение массивов зависит от задач, стоящих перед информационными технологиями и отражает их специфику. Массивы бывают постоянные, текущие (переменные), промежуточные, выходные, хранимые, поисковые, служебные.

Независимыми массивами с файловой организацией могут быть первичные массивы, формируемые непосредственно с документов на этапе предбазовой обработки. Такие массивы после проверки их корректности и устранения ошибок далее могут быть загружены в БД.

Файлы, которые создаются в прикладных программах пользователя, написанных на алгоритмическом языке, также относятся к этому виду организации данных в внутримашинной сфере. При этом описание логической структуры файлов и параметры их размещения на машинных носителях содержатся в каждой прикладной программе обработки этих файлов. В этих же программах предусмотрено их создание и корректировка. При файловой организации массивов трудно обеспечить актуальное состояние данных, их достоверность и непротиворечивость, т.к. существует жесткая привязка данных к программе, не предусматривается установление связи между файлами. Пофайловый подход отвечает принципу локальной организации данных, используется при незначительных объемах информации, имеет ориентацию на отдельные несложные задачи.

При увеличении объемов информации для многоцелевого применения и эффективного удовлетворения информационных потребностей различных пользователей используется интегрированный подход к созданию внутримашинного ИО. При этом данные рассматриваются как информационные ресурсы для разноаспектного и многократного использования. Внутримашинное информационное обеспечение проектируется на принципе интеграции в виде базы и банка данных.

Использование принципов базы и банка данных предполагает хранение информации в виде базы данных , где данные собраны в едином интегрированном хранилище и к информации как важнейшему ресурсу обеспечен широкий доступ разнообразных пользователей. Такая организация данных устраняет ряд недостатков:

• отпадает необходимость в каждой прикладной программе детально решать вопросы организации файлов,

• устраняются многократный ввод и дублирование одних и тех же данных,

• не возникают проблемы изменения прикладных программ в связи с заменой физических устройств или изменения структуры данных,

• повышается уровень надежности и защищенности информации,

• уменьшается избыточность данных.

База данных - это специальным образом организованное хранение информационных ресурсов в виде интегрированной совокупности файлов, обеспечивающей удобное взаимодействие между ними и быстрый доступ к данным.

Банк данных - это автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных. Главными составляющими банка данных являются база данных и программный продукт, называемый системой управления базой данных (СУБД).

Технология баз и банков данных является в современных условиях ведущим направлением организации внутримашинного информационного обеспечения.

Преимущества БД:

• сокращение избыточности в хранении данных,

• устранение противоречивости данных,

• совместное использование данных для решения большого круга задач, в т.ч. новых,

• удобство доступа к данным,

• безопасность хранения данных,

• защита данных,

• независимость прикладных программ от данных,

• снижение затрат не только на создание и хранение данных, но и на поддержание их в актуальном состоянии,

• наличие гибких организационных форм эксплуатации.

База данных - это своеобразная модель предметной области, т.е. в БД находят отражение только те факты о предметной области, которые необходимы для функционирования информационной системы, в состав которой входит база данных. Под предметной областью понимается часть реального мира (объектов, процессов), которая должна быть адекватно, в полном информационном объеме представлена в БД.

Предметная область базы данных определена, если известны в ней объекты, их свойства и связи (отношения).

Объект - некоторая сущность (явления, предмет, процесс), представляющая интерес для некоторого пользователя. Объект - это то, о чем должна накапливаться информация в информационной системе (например: фирма, вуз, книга).

Свойство или атрибут - это характеристика, признак, параметр, позволяющий отличать один объект от другого. Например, ФИО, год рождения, национальность. Отношение - это выражение связи объектов, обусловленное единством реальной действительности. Различают связи

• между атрибутами одного объекта,

• между различными объектами.

Под технологией разработки БД понимают состав работ, необходимых для её создания, а также последовательность их выполнения. Стремятся использовать наиболее рациональную, оптимальную технологию, которая требует минимальных суммарных затрат для создания заданной БД.

Для получения рационального результата в процессе создания БД необходимо:

• разработать требования к качеству данных БД;

• разработать организацию базы данных, удовлетворяющую этим требованиям и минимизирующую затраты на эксплуатацию задач;

• выбрать средства и методы выполнения этих требований.

Технология разработки БД и БнД зависит от следующих обстоятельств:

• является ли разработка БД «первичной» (начальной) или очередным этапом модификации, расширения, рационализации уже существующей системы обработки данных;

• предполагается ли БД как единая, интегрированная, на основе определенной или распределенной СУБД, однородной или разнородной СУБД;

• ориентирована ли она на конечного пользователя, т.е. на предоставление возможности каждому из потребителей информации БД расширять, изменять свою часть, или на централизованное обслуживание только администратором БД;

• каков тип ЭВМ, на котором будет строится база данных;

• существуют ли директивные требования на тип СУБД, язык программирования и т.д.

• каковы преобладающие отношения между данными в рассматриваемой области.

При создании БД и БнД выделяют стадии концептуального (информационно-логического), логического (даталогического) и физического проектирования.

На первой стадии проектирования БД должна быть построена информационно-логическая модель (ИЛМ) данных предметной области. Разработка ИЛМ базируется на описании предметной области, полученного в результате её обследования. Сначала осуществляется определение состава и структуры данных предметной области, которые должны находиться в БД и обеспечивать выполнение необходимых запросов, задач и приложений пользователя. Эти данные представлены в виде реквизитов, содержащихся в различных документах - источниках загрузки БД.

Анализ выявленных данных позволит определить функциональные зависимости реквизитов, которые используются для выделения информационных объектов, соответствующих требованиям нормализации данных. Последующее определение структурных связей между объектами позволяет строить ИЛМ.

Вторая стадия - определение логической структуры БД. На этой стадии ИЛМ должна быть отображена в логическую структуру БД. Моделью логического уровня является даталогическая модель (ДЛМ), которая представляет собой отображение логических связей между реквизитами безотносительно к их содержанию и среде хранения. Эта модель строится в терминах информационных единиц, допустимых в той конкретной СУБД, в среде которой мы проектируем БД. Описание логической структуры базы данных на языке СУБД называется схемой. Этап создания ДЛМ называется даталогическим проектированием.

Для привязки даталогической модели к среде хранения используется физическая модель. Соответствующий этап проектирования БД называется физическим проектированием. Эта модель определяет используемые запоминающие устройства, способы физической организации данных в среде хранения. Описание физической структуры БД называется схемой хранения. К числу работ, выполняемых на этапе физического проектирования, относятся: выбор типа носителя, способа организации данных, методов доступа, определение размеров физического блока, управление размещением данных на внешнем носителе, определение целесообразности сжатия данных и используемых методов сжатия, управление свободной памятью, оценка физической модели и др.

РЕЗЮМЕ.

• Для успешной информатизации объекта необходимо построить информационную модель объекта и выполнить её анализ. Информационная модель отражает информационное обеспечение объекта.

• Информационное обеспечение характеризует состояние управляемого объекта, является основой для принятия управленческих решений и тесно связано с программным и технологическим обеспечениями.

• Создание информационного обеспечения включает сбор (выявление перечня) экономических показателей, составление классификаторов и кодов, разработку форм первичных и сводных документов, а также конструирование состава базы данных, размещенного на машинных носителях.

• Классификаторы и коды предназначены для формирования сводных данных на ПЭВМ, группировки информации по каким-то реквизитам-признакам. Использование классификаторов тесно связано с ведением различных справочников в машине широко используемых при компьютерной обработке экономических задач.

• Документы являются основными носителями информации. Выделяют первичные и сводные документы. Несомненным преимуществом новой информационной технологии является формирование документов при помощи компьютера, что существенно сокращает время на их создание и заполнение.

• Внутримашинное информационное обеспечение имеет организацию данных в виде файлов, баз и банков данных. Для создания этих структур используется разнообразные подходы, выбор которых зависит от объемов данных, сложности поставленных задач, требований пользователей и конкретных условий реализации.

• Ведущим направлением организации внутримашинного информационного обеспечения в современных условиях является технология баз и банков данных. При создании БД и БнД выделяют стадии концептуального (информационно-логического), логического (даталогического) и физического проектирования.

Вопросы для самоконтроля и задания.

1. Дайте характеристику информационной модели объекта.

2. Что является формой представления информационной модели объекта?

3. Сформулируйте понятие информационного обеспечения, его виды.

4. Назовите этапы создания информационного обеспечения.

5. Что входит в состав внемашинного и внутримашинного информационного обеспечения?

6. Для чего предназначены классификаторы и коды?

7. Что такое документ, его назначение, какие бывают виды документов?

8. Опишите построение различных систем кодирования.

9. Назовите основные подходы в организации внутримашинной информационной базы.

10. В чем недостатки и преимущества файловой организации данных?

11. Дайте определения базы данных и банка данных. Охарактеризуйте преимущества БД.

12. Какова последовательность этапов создания базы данных?

13. Для характеристики верхней одежды установлен следующий перечень признаков: размер, рост, вид ткани, основной цвет ткани, модель (фасон), длина рукава, половозрастной признак, признак сезона. Данный перечень используется для образования следующих группировок: пальто, пиджаки, юбки, брюки, платья, жакеты. Требуется: выбрать систему классификации и изобразить его графически; дать перечень признаков, объединенных фасетами: «длина рукава», «половозрастной признак», «признак сезона».

14. Номенклатура метрической системы единиц содержит следующие позиции: километр, квадратный километр, квадратный метр, тонна, центнер, гектометр, декаметр, кубический метр, кубический дециметр, тенге, единица, штука, пачка, пучок, сантиметр, миллиметр, квадратный миллиметр, квадратный сантиметр, килограмм, кубический сантиметр, кубический миллиметр и др. Требуется: классифицировать и закодировать по серийной , порядковой и позиционной системам кодирования номенклатуры единиц измерения: меры длины, площади, стоимостные, объема, веса, натуральные и т.д. Внутри группы -по степени возрастания единиц измерения.

15. По заводу имеются следующие данные:

Виды производств и служб. Количество цехов или подразделений.

Основное производство 20

Вспомогательное производство 10

Непромышленное производство 12

Отделы и службы 25

Склады 12

Требуется построить код подразделений завода, который дал бы возможность определять подразделение по виду производства или службы.

Код построить по серийной и позиционной системам кодирования. Сравнить эти коды и выявить преимущества и недостатки каждого.

Тесты для самоконтроля знаний.

1. Что является формой представления информационной модели объекта?

a) иерархическое дерево.

b) сетевая структура.

c) граф.

d) блок - схема.

5. реляционное отношение.

2. Назначение классификаторов. Они необходимы для

a) ручного проставления кодов в документах.

b) автоматизации программирования.

c) автоматизации документооборота.

d) основы кодирования.

e) все ответы верны.

3. Определить требования к кодам. Это:

a) единство в использовании, минимальная значность.

b) стабильность.

с) информационная совместимость.

d) иметь резерв свободных номеров.

e) все ответы верны.

4. К какому признаку деления документов можно отнести извещения об изменении?

a) в соответствии с функциями управления.

b) по характеру возникновения.

c) по роли в общей технологии.

d) в перечне такого признака нет.

e) по стабильности.

5. Какая из перечисленных ниже систем кодирования обеспечивает автоматическое формирование итогов в ЭВМ?

a) порядковая.

b) серийная.

c) позиционная.

d) никакая.

e) шахматная.

6. Какие недостатки присуще файловой организации массивов?

a) трудно обеспечит актуальное состояние, достоверность и непротиворечивость данных.

b) локальная организация данных.

c) жесткая привязка данных к программам.

d) избыточность данных.

e) все ответы правильные.

7. Что является в БД синонимом реквизиту?

a) свойство.

b) сущность.

c) атрибут.

d) поле.

e) все перечисленные элементы.

8. На каком этапе проектирования БД определяются функциональные зависимости реквизитов.

a) информационно-логическом.

b) даталогическом.

c) физическом.

d) на всех этапах.

e) вне этапов проектирования БД.

9. Какая технология в современных условиях является ведущим направлением организации внутримашинного информационного обеспечения.

a) все технологии.

b) файловая организация данных.

c) технология БД и БнД.

d) информационная технология.

e) создание многопользовательских СУБД.

10. Как вы думаете, есть ли отличие между файлом и массивом?

a) тот и другой представляют собой совокупность однородной организованной информации.

b) для файла точно определено место его расположения, а массив располагается в памяти и на бумажном носителе.

c) файл - поименновая область на диске, массив - совокупность систематизированных сведений.

d) это одно и то же.

e) массив - это совокупность записей, а файл включает программы, тексты, графику.

Карта ответов на тесты самоконтроля по теме 6.

Номер вопроса	Правильный ответ	Ссылка на тему (подтему), поясняющая правильный ответ
1	C	6.1
2	A	6.2
3	E	6.2
4	C	6.2
5	C	6.2
6	E	6.3
7	D	6.3
8	A	6.3
9	C	6.3
10	B	6.3