Опубликован: 02.08.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 3149 / 428 | Оценка: 4.55 / 4.39 | Длительность: 27:09:00
ISBN: 978-5-9556-0111-3
Лекция 1:

Информационные системы с базами данных

Аннотация: В лекции вводятся и объясняются основные понятия и термины, используемые при разработке и создании информационных систем с базами данных. Особое внимание уделено идеям и принципам, составляющим методологическую основу построения баз данных.
Ключевые слова: информация, информационная система, данные, свойства информации, middleware, организационно-технологическое обеспечение, аппаратное обеспечение, коммуникационное обеспечение, программное обеспечение, лингвистическое обеспечение, тезаурус, формальный язык, системный анализ, реинжиниринг, система принятия решений, базы данных, компьютер, память, исполняемый код, технологическая платформа, объектно-ориентированный подход, объектно-ориентированные базы данных, родительский объект, экземпляр записи, сетевая модель данных, система управления базой данных, машина баз данных, функции субд, Managed System, использование базы данных, анализ предметной области, модель данных, data modeling, логическое моделирование, физическая модель, атрибут сущности, внутренняя схема, логическая модель данных, реляционная модель данных, жесткая связь, CDS, ISI, транзакция, тип модели, плоский граф, иерархическая модель данных, структура организации, организация связи, корень дерева, путь доступа, логическая запись, операция включения, отслеживание связей, асимметрия, сущность предметной области, иерархическая модель, dbm, тип записи, бинарная связь, агрегат данных, иерархическое отношение, сетевая модель, критерии поиска, быстродействие, пространство, модель вычислений, слово, архитектура, централизованные вычисления, распределенные вычисления, модель вычислений файл-сервер, модель вычислений клиент-сервер, пользователь, доступ, сеть, управление данными, надежность, стоимость, отношение, производительность, файл, сервер, компонент, обмен данными, приложение, конечный узел, множества, интерфейс, Grid

Информация, данные, информационные системы

Информация как социальный ресурс

За три последних десятилетия стало общепризнанным, что информация является не менее важным ресурсом человеческого общества, чем сырье, энергия и пища. Можно утверждать, что практически в любом виде человеческой деятельности требуется удовлетворение информационных потребностей в той или иной степени. Так, например, собираясь на улицу, мы всегда хотим получить информацию о погоде. Большинство из нас в том или ином виде ежедневно получают различную информацию из газет, радио, телепередач, Интернета. Не говоря уже об источниках профессиональной информации.

Развитие систем связи и коммуникаций привело к усложнению и дифференциации информационных процессов в человеческом обществе. Способность накапливать информацию и обеспечивать эффективный доступ к ней становится определяющим фактором не только развития человеческого общества, но и поддержания его жизнеспособности. Быстрый рост объемов информации, закрепленной на внешних по отношению к человеку носителях, привел к появлению новых общественных институтов (библиотеки, архивы, пресса, вычислительные центры и т. д.) и специальных систем (службы научно-технической информации, справочные службы, глобальные информационные компьютерные сети).

Развитие средств вычислительной техники и информационных технологий открыло новые возможности и способы хранения, представления и поиска информации, в частности, создание вычислительных систем, "доступных по требованию" - т.е. вычислительные ресурсы становятся таким же доступным ресурсом для потребления человеком, как электроэнергия, природный газ, вода.

Таким образом, резко возрастают требования к качеству и надежности проектирования систем для работы с информацией, представляемой в электронном виде.

Информация и данные

Прежде чем перейти к обсуждению понятия информационной системы (ИС), попытаемся выяснить, что же понимается под словом информация. Ответить на этот вопрос и просто, и сложно: слово "информация" связано с широким кругом понятий, в том числе и определенных строго математически (информация по Шеннону, например).

Содержательная же сторона понятия "информация" очень многогранна и не имеет четких семантических границ. Однако всегда можно сказать, что можно с ней делать. Именно ответ на этот вопрос чаще всего и интересует как системных аналитиков и разработчиков (ИС), так и пользователей информации (ее основных потребителей).

С точки зрения как пользователей, так и разработчиков ИС, у информации есть одно важное свойство - она является единицей данных, подлежащих обработке. Обычно информация поступает потребителю именно в виде данных: таблиц, графиков, рисунков, фильмов, устных сообщений, которые фиксируют в себе информацию определенной структуры и типа. Таким образом, данные выступают как способ представления информации в определенной, фиксированной форме, пригодной для обработки, хранения и передачи. Хотя очень часто термины "информация" и "данные" выступают как синонимы (особенно в среде разработчиков ИС), следует помнить об этом их существенном отличии. Именно в данных информация обретает интерпретацию в конкретной ИС.

При упоминании о "форме" представления информации следует сказать и еще об одном, "человеческом" свойстве информации - ее восприятии различными категориями людей. Данные могут быть сгруппированы совместно в документ. Документ может иметь или не иметь определенную внутреннюю структуру. Данные могут быть отображены на экране дисплея компьютера. Документы могут иметь аудио- или видеоформу. Разрабатывая ИС, никогда не следует забывать, для кого они (системы) создаются и кто будет их использовать (воспринимать информацию в них). Форма представления информации в ИС определяет не только ее "дружелюбие", но также и категории пользователей. ИС создаются для конкретных групп пользователей, т.е. они, как правило, проблемно-ориентированны.

Определение понятия информации

Теперь мы готовы дать следующее определение информации в применении к ИС.

Определение 1. Информация есть данные, которым придается некоторый смысл (интерпретация) в конкретной ситуации в рамках некоторой системы понятий. Информация представляется посредством кодирования данных и извлекается путем их декодирования и интерпретации.

В этом определении фиксируется три основных преобразования информации и данных в процессе их обработки в ИС: информация-данные, данные-данные, данные-информация.

Рассмотрим пример с классической ИС - библиотекой. Книга поступает в библиотеку. На нее заводятся библиографические карточки (выполняется преобразование информация-данные). Библиографические карточки размещаются в каталогах в соответствии с внутренними библиотечными процедурами систематизации (выполняется преобразование "данные-данные"). Читатели работают с каталогами библиографических карточек в поисках нужных им книг (выполняется преобразование данные-информация). Аналогичным образом можно рассмотреть процесс продажи товара через склад и многие другие сферы человеческой деятельности.

Заметим, что вопрос о преобразовании информация-информация, которое также имеет прямое отношение к ИС, не фигурирует явно в данном рассмотрении. Это преобразование имеет прямое отношение к производству новых знаний. Производство новых знаний относится к разработке систем искусственного интеллекта и не затрагивается непосредственно в данных лекциях.

На рис. 1.1 представлены две стороны определения понятия информации: функциональная и представительная. Первая в общих чертах определяет круг действий над информацией, а вторая - результат выполнения этих действий.

Содержание термина "информация"

Рис. 1.1. Содержание термина "информация"

При разработке ИС важно отличать собственно генерацию информации и поддержку ее актуальности (соответствия текущему моменту) от процедур ее оформления для потребления пользователем.

Информационные системы

Основной целью создания ИС является удовлетворение информационных потребностей пользователей путем предоставления необходимой им информации на основе хранимых данных. Потребность в информации как таковой не исчерпывает понятия информационных потребностей. Обычно в понятие информационных потребностей включают определенные требования к качеству информационного обслуживания и поведению системы в целом (производительность, актуальность и надежность данных, ориентация на пользователя и ряд других, о чем мы поговорим позже).

Определение 2. Под информационной системой понимается организационная совокупность технических и обеспечивающих средств, технологических процессов и кадров, реализующих функции сбора, обработки, хранения, поиска, выдачи и передачи информации.

Необходимость повышения производительности труда в сфере информационной деятельности приводит к тому, что в качестве внешних средств хранения и быстрого доступа к информации чаще всего используются средства вычислительной техники (цифровой и аналоговой) на основе компьютеров. Современные ИС - сложные комплексы аппаратных и программных средств, технологии и персонала, которые еще называют автоматизированными информационными системами. Структурно ИС включают в себя аппаратное (hardware), программное (software), коммуникационное (netware), промежуточного слоя (middleware), лингвистическое и организационно-технологическое обеспечение.

Аппаратное обеспечение ИС включает в себя широкий набор средств вычислительной техники, средства передачи данных, а также целый ряд специальных технических устройств (устройства графического отображения информации, аудио- и видеоустройства, средства речевого ввода и т.д.). Аппаратное обеспечение является основой любой ИС.

Коммуникационное (сетевое) обеспечение включает в себя комплекс аппаратных сетевых коммуникаций и программных средств поддержки коммуникаций в ИС. Оно имеет существенное значение при создании распределенных ИС и ИС на основе Интернета. При создании распределенных ИС огромную роль также играет программное обеспечение промежуточного слоя, состоящее из набора программных средств (служб и сервисов), которые управляют взаимодействием распределенных объектов в системе.

Программное обеспечение ИС обеспечивает реализацию функций ввода данных, их размещения на машиночитаемых носителях, модификации данных, доступ к данным, поддержку функционирования оборудования. Программное обеспечение можно разделить на системное (которое венчает процесс выбора аппаратно-программного решения, или платформы, как говорят в настоящее время) и пользовательское (которое применяется для решения задач удовлетворения потребностей пользователя в компьютерной среде, а именно, реализует бизнес-логику).

Лингвистическое обеспечение ИС предназначено для решения задач формализации смыслового содержания полнотекстовой и специальной информации для создания поискового образа данных (профиля). В классическом смысле обычно оно включает процедуры индексирования текстов, их классификацию и тематическую рубрикацию. Зачастую ИС, содержащие сложно-структурированную информацию, включают в себя тезаурусы терминов и понятий (средства поддержки метаданных). Сюда можно отнести и создание процессоров специализированных формальных языков конечных пользователей, например языков для манипулирования бухгалтерской информацией и т.д. Чаще всего работам по разработке лингвистического обеспечения не придается должного значения. Подобные упущения чаще всего ведут к неприятию пользователями самой системы и, как следствие, к ее закономерной гибели. Это относится в первую очередь к узко специализированным ИС.

По мере возрастания сложности и масштабов ИС важную роль начинает играть организационно-технологическое обеспечение, которое соединяет разнородные компоненты (аппаратуру, программы и персонал) в единую систему и обеспечивает процедуры ее управления и функционирования. Недооценка этой составляющей ИС чаще всего приводит к срыву сроков внедрения системы и вывода ее на производственные мощности.

На рис. 1.2 просуммированы в общих чертах функции ИС через ее основные структурные компоненты.

Определение информационной системы

Рис. 1.2. Определение информационной системы
Александра Каева
Александра Каева
Михаил Забелкин
Михаил Забелкин
Дмитрий Харламов
Дмитрий Харламов
Россия, Москва
Ольга Каралкина
Ольга Каралкина
Россия