Архитектура информационной системы
Эффективность функционирования информационной системы во многом зависит от ее архитектуры. В настоящее время перспективной является архитектура клиент-сервер. Она предполагает наличие компьютерной сети и распределенной базы данных, включающей корпоративную базу данных и персональные базы данных. Корпоративная БД размещается на компьютере-сервере, персональные БД размещаются на компьютерах сотрудников подразделений, являющихся клиентами корпоративной БД.
Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом. Клиентом - компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, файловые системы, службы печати, почтовые службы. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он управляет.
Достоинством организации ИС по архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей над персональной информацией. Архитектура клиент-сервер допускает различные варианты реализации.
Исторически первыми появились распределенные ИС с применением файл-сервера. В таких ИС по запросам пользователей файлы БД передаются на ПК, где и производится их обработка. Недостатком такого варианта архитектуры является высокая интенсивность передачи обрабатываемых данных. Причем зачастую передаются избыточные данные: вне зависимости от того сколько записей из базы данных требуется пользователю, файлы базы данных передаются целиком.
При архитектуре клиент-сервер сервер базы данных обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. Формируемые пользователем или приложением запросы поступают к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер базы данных выполняет поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. достоинством такого подхода в сравнении с предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных.
Терминология баз данных
База данных – это совокупность систематизированных сведений об объектах окружающего нас мира по какой-либо области знаний, своеобразная информационная модель этой области.
БД удерживает такой минимальный излишек информации, который позволяет удовлетворить запросы каждого из многочисленных пользователей.
Свойства БД:
Многоразовое использование: одни и те же данные могут использоваться многими пользователями;
Простота обновления – возможность внесения изменений в базу с минимальными затратами;
Быстрый поиск и получение необходимой информации по запросу;
Уменьшение избыточности – новые задачи должны получать данные из существующей базы, а не путем их повторного ввода;
Защита от несанкционированного доступа к данным;
Максимальная независимость от прикладных программ: изменения в структуре БД не должны, по возможности, приводить к перезаписи пакета программ;
Защита от уничтожения и искажения информации (некомпетентного пользователя, злоумышленных действий, сбоев и конфликтных ситуаций).
Помимо собственно данных, требуется специальное программное обеспечение, которое с ними работает. Такое универсальное ПО принято называть системами управления базами данных (СУБД). Именно наличие СУБД превращает огромный объем хранимых в компьютерной памяти сведений в мощную справочную систему, способную производить поиск и отбор необходимой нам информации. Роль и место СУБД в процессах компьютерной обработки данных иллюстрирует следующая схема (рис.47):
Рис. 47 Место СУБД в процессах обработки данных
Предметная область – часть реальной среды, которая описывается и отражается в БД.
Под информационным объектом понимается некоторая сущность фрагмента действительности, которая четко проявляет свое поведение. Например, организация, документ, сотрудник, место, событие и т.д.
В предметной области выделяются различные типы объектов, представляемые в информационной системе в каждый момент времени конечным набором экземпляров данного типа.
Каждый тип объекта включает присущий ему набор атрибутов (свойств, характерных признаков, параметров).
Атрибут представляет логически неделимый элемент структуры информации, характеризующийся множеством атомарных значений. Например, атрибут «Имя» объекта типа «Лицо», характеризуется множеством всех возможных имен.
Экземпляр объекта образуется совокупностью конкретных значений атрибутов данного типа объекта.
Один или некоторая группа атрибутов объекта данного типа могут исполнять роль ключевого атрибута, по которому идентифицируются (различаются) конкретные экземпляры объектов. К примеру, для объектов типа «Лицо» ключом может являться совокупность атрибутов «Фамилия», «Имя», «Отчество» или один атрибут, выражающий номер паспорта.
Различные типы объектов и различные экземпляры одного типа объекта могут быть охвачены определенными отношениями т.н. связями. Так, например, объекты «Сотрудник» и «Организация» могут быть охвачены отношением «Работа», т.е. связаны этим отношением. При этом связи могут быть двух типов – иерархические, или структурные (владелец – подчиненный) и одноуровневые, например, родственная связь «Брат-сестра» между двумя экземплярами объекта типа «Лицо» (в отличие от иерархической родственной связи – «Отец-сын»).
Виды взаимосвязей между объектами предметной области
Связи по признаку множественности могут быть четырех типов – «один-к-одному», «один-ко-многим», «много-ко-многим», «много-к-одному».
Связь один-к-одному (1:1) существует, когда один экземпляр одного объекта связан с единственным экземпляром другого. Связь уникальна слева направо, так и справа налево.
руководит
П
редприятие
Директор
Связь один-ко-многим (1:М) существует, когда один экземпляр первого объекта связан с одним (или более) экземпляром второго объекта, но каждый экземпляр второго объекта связан только с одним экземпляром первого. Связь уникальна справа налево.
Состоит из
Г
ород Район
Связь много-ко-многим (М:М) существует, когда один экземпляр первого объекта связан с один или большим количеством экземпляров второго и каждый экземпляр второго с одним или многими экземплярами первого
С
тудент
(фамилия, № зачетной книжки.
Факультет) Предмет (название, кол-во
часов)
Отношение «много-к-одному» (М:1) схоже с отношение «один-ко-многим». Связь является уникальной лишь слева направо.
Фамилия студента (М:1) Номер группы
Концептуальная модель. Модель объектов с описывающими их атрибутами и взаимосвязями между ними называется концептуальной моделью. Эта модель представляет объекты и их взаимосвязи без указания способа их физического хранения.
Графически представляется в виде специальной диаграммы, предложенной американским специалистом в области баз данных Ч. Бахманом. В диаграммах Бахмана объекты представляются вершинами некоторого математического графа, связи – дугами графа. Рассмотрим для примера Модель данных о закупках (см. рис.48).
Рис. 48 Пример оформления концептуальной модели
Модель состоит из трех объектов: Поставщик, Заказ, Товар.Отношение Оформлен существующее между объектами Поставщик и Заказ имеет мощность один-ко-многим, так как каждый заказ делается одному поставщику, но данному поставщику может быть сделано несколько заказов. Связь между объектами Заказ и Товар имеет мощность много-ко-многим, так как заказ содержит несколько товаров и товар может встречаться в нескольких заказах.
Совокупность значений связанных атрибутов образует записьданных. Записи хранятся на некотором носителе, это может быть лист бумаги, память ЭВМ, внешнее запоминающее устройство (диск, лента). Поименованная упорядоченная совокупность записей называется файлом.