1. Комплекс технических средств

• Компьютеры:

• Персональные - представляют собой вычислительные системы, все ресурсы которых полностью ориентированны на обеспечение деятельности одного рабочего места, одного пользователя.

• Корпоративные (серверы, мэйнфреймы) - представляют собой вычислительные системы, предназначенные для организации многопользовательской среды.

• Суперкомпьютеры представляют собой вычислительные системы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов.

• Средства коммуникационной техники

• Многомашинные вычислительные комплексы

• Компьютерные сети

• Средства организационной техники

2. Средства управления техническим комплексом (по)

• Системное и сервисное ПО (операционные системы, антивирусные программы и т.д.)

• Прикладное ПО (например системы подготовки текстовых документов)

Самым низким является уровень базового ПО. Базовые программные средства (называемые BIOS) непосредственно входят в состав оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ). Существуют программы системного уровня (например, операционные системы), которые обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением.

3. Организационно-методическое обеспечение (нормативно-методические материалы и инструкции)

Вопрос №3

Дайте определение и раскройте понятие информационной системы (ИС). Каковы основные элементы ИС? Какова главная цель ИС? Перечислите основные свойства ИС. Опишите принципы организации ИС и циркуляцию потоков информации в ИС.

Информационной системой (ИС) будем называть систему, в которой протекают процессы организации, хранения, передачи, преобразования и обработки информации. Основным предметом и продуктом труда в ИС является информация.

Система - объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, сведений, знаний о природе, обществе.

Свойства систем:

• Сложность системы зависит от кол-ва входящих в неё компонентов, а также от сложности внутренних и внешних связей и их динамичности. В соответствии с этим признаком системы делятся на простые, сложные и сверхсложные.

• Делимость системы означает, что она состоит из ряда подсистем, выделенных по определённом признаку, отвечающему конкретным целям и задачам.

• Целостность системы означает , что функционирование множества элементов подчинено единой цели.

• Многообразие элементов системы и различие их природы связано с их функциональной спецификой и автономностью.

• Структурированность системы определяет наличие установленных связей и отношений между людьми внутри системы, распределение элементов системы по уровням иерархии.

• Устойчивость - способность системы противостоять внешним возмущающим воздействиям для самосохранения.

• Эмерджентность означает , что система в целом обладает такими свойствами , которыми не присущи ни одному из её элементов.

Структура системы- совокупность элементов системы, находящихся в определённой упорядоченности и сочетающих локальные цели для наилучшего достижения главной цели системы. Число компонентов системы и их связей должно быть минимальным , но достаточным для выполнения главной цели.

Архитектура системы- совокупность свойств системы , имеющих существенное значение для пользователя.

Принципы организации систем.

В централизованной системе сравнительно легко обеспечить согласованную деятельность подсистем, направленную на достижение единой цели. Но они обладают и недостатками:

1)задержки передачи информации между уровнями вызывают снижение оперативности принятия и реализации управленческих решений.

2)противоречия в работе системы, связанные с естественным стремлением подсистем к самостоятельности, что не согласуется с принципом централизации.

В децентрализованных одноуровневых системах сбор информации о состоянии системы, оценка текущей ситуации, реализация управленческих решений осуществляются более оперативно.

Вопрос№4: Приведите классификацию информационных систем (ИС) по признаку структурированности решаемых задач. Приведите классификацию ИС, используемых для решения частично структурированных или неструктурированных задач. В чём отличие модельных ИС от экспертных ИС?

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для реализации информации процессов.

Классификация информационных систем по признаку структурированности задач:

• структурированные(формализуемые)- задача, где известны все элементы и взаимосвязи между ними.

• неструктурированные (неформализуемые) - задача в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи.

• частично структурированные подразделяются на :

1)создающие управленческие отчёты ориентированы на обработку данных(поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию).Используя сведения, содержащиеся в этих отчётах ,управляющий принимает решение.

2)разрабатывающие возможные альтернативы решения (модельные и экспертные). Принятие решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические ,финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решений.

Экспертные инф.системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счёт создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.

Вопрос №5 Приведите классификацию ИС в зависимости от функционального признака с учётом уровней управления и квалификации персонала.

Информационная система- взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для реализации инф-ционных процессов. Классификация инф.систем по уровням управления:

• Отраслевые АИС функционируют в сферах промышленного и агропромышленного комплексов, в строительстве, на транспорте, решают задачи информационного обслуживания аппарата управления соответствующих ведомств.

• Территориальные АИС предназначены для управления административно- территориальными объектами, крупными мегаполисами, их деятельность направлена на качественное выполнение управленческих функций в регионе, формирование отчётности, выдачу оперативных сведений местным государственным и хозяйственным органам.

• Межотраслевые АИС являются специализированными системами функциональных органов управления национальной экономикой обеспечивают разработку экономических и хозяйственный прогнозов, гос.бюджета, осуществляют контроль результатов и регулирование деятельности всех звеньев хозяйства, а также контроль и распределение ресурсов.

Информационная система оперативного уровня поддерживает специалистов-исполнителей, обрабатывая данные о сделках и событиях. Назначение ИС на этом уровне - отвечать на запросы о текущем состоянии и отслеживать поток сделок в фирме, что соответствует оперативному управлению . Задачи, цели и источники информации на операционном уровне заранее определены и в высокой степени структурированы. Решение запрограммировано в соответствии с заданным алгоритмом. Информационная система оперативного уровня является связующим звеном между фирмой и внешней средой. Информационные системы специалистов помогают специалистам, работающим с данными, повышают продуктивность и производительность работы инженеров и проектировщиков. Задача подобных информационных систем - интеграция новых сведений в организацию и помощь в обработке бумажных документов. В этом классе информационных систем можно выделить две группы:

• Информационные системы офисной автоматизации вследствие своей простоты и многопрофильности активно используются работниками любого организационного уровня Основная цель - обработка данных, повышение эффективности их работы и упрощение канцелярского труда. Эти системы выполняют следующие функции: обработка текстов на компьютерах с помощью различных текстовых процессоров; производство высококачественной печатной продукции; архивация документов; электронные календари и записные книжки для ведения деловой информации;

• Информационные системы обработки знаний, в том числе и экспертные системы , вбирают в себя знания, необходимые инженерам, юристам, ученым при разработке или создании нового продукта. Их работа заключается в создании новой информации и нового знания.

Информационные системы уровня менеджмента используются работниками среднего управленческого звена для мониторинга, контроля, принятия решений и администрирования. Основные функции этих информационных систем : сравнение текущих показателей с прошлыми; составление периодических отчетов за определенное время ; обеспечение доступа к архивной информации и т.д.На этом уровне можно выделить два типа информационных систем :

• Управленческие ИС имеют крайне небольшие аналитические возможности. Они обслуживают управленцев, которые нуждаются в ежедневной информации о состоянии дел. Основное их назначение состоит в отслеживании ежедневных операций в фирме. Информация поступает из информационной системы операционного уровня.

• Системы поддержки принятия решений обслуживают частично структурированные задачи, результаты которых трудно спрогнозировать заранее. Они имеют более мощный аналитический аппарат с несколькими моделями. Информацию получают из управленческих и операционных информационных систем.

Стратегическая информационная система - компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений по реализации стратегических перспективных целей развития организации.

Вопрос №6 Приведите классификацию ИС по степени автоматизации. Приведите классификацию ИС по характеру использования информации. Приведите классификацию ИС по сфере применения.

По степени автоматизации инф.процессов: автоматические и автоматизированные.

В автоматизированных системах управление операции по преобразованию информации выполняется с помощью технических средств, но при участии человека. Человек здесь выбирает и корректирует цели и критерии эффективности управления, вносит творческий элемент в поиск наилучших путей достижения поставленных целей, осуществляет окончательный отбор решений и придаёт им юридическую силу. В автоматических системах все операции выполняются с помощью Эвм автоматически. Роль человека в этих системах сводится лишь к наблюдению за работой машин и выполнению функций контроля. Автоматические системы применяются для управления техническими объектами и технологическими процессами.

Класификация инф.системы по сфере применения:

• системы обработки транзакций - обработка транзакций, оперативная обработка транзакций, пакетная обработка транзакций.

• системы принятия решений - системы поддержки принятия решений, оперативная аналитическая обработка, экспертные системы.

• информационно-справочные системы - системы электронной документации, географические информационные системы, гипертекстовые системы.

• Офисные информационные системы - документальные системы, автоматизация делопроизводства, управление документооборотом.

Вопрос № 7 Этапы развития информационных экономических систем.

1950-1960.Первое поколение ЭВМ.

Концепция к использованию информации: бумажный поток расчетных документов.

Вид информационных систем - ИС обработки расчетных документов.

Цель использования - повышение скорости обработки документов. Упрощение процедуры обработки счетов и расчёта зарплаты.

Решаемые задачи - использование ЭВМ для решения отдельных наиболее трудоёмких задач по начислению заработной платы, материальному учёту, решение отдельных оптимизационных задач.

Тип АИТ (Автоматизированной информационной технологии) – частичная электронная обработка данных.

1960-1970.Второе поколение ЭВМ.

Концепция к использованию информации - основная помощь подготовки отчётов.

Вид информационных систем - управленческие информационные системы для производственной информации.

Цель использования - ускорение процесса подготовки отчётности.

Решаемые задачи- электронная обработка плановой и текущей информации, хранение в памяти ЭВМ нормативно-справочных данных.

Тип АИТ – ЭСОД- электронная система обработки данных.

1970-1980.Третье поколение ЭВМ.

Концепция к использованию информации – управленческий контроль реализации.

Вид информационных систем - системы поддержки принятия решений. Системы для высшего звена управления.

Цель использования - выработка наиболее рационального решения.

Решаемые задачи - комплексная обработка инф-ции на всех этапах управленческого процесса деятельности предприятия.

Тип АИТ- централизованная автоматизированная обработка инф-ции в условиях вычислительного центра коллективного пользования. 

К концу 80-х гг. концепция использования ИС вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях предприятия любого профиля. ИТ этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги.

Основные черты ИС этого поколения: основу информационного обеспечения составляет база данных, программное обеспечение состоит из прикладных программ и СУБД. Технические средства: ЭВМ 3-4 поколения и ПЭВМ. Средства разработки ИС: процедурные языки программирования 3-4 поколения

Вопрос №10

Виды технологического обеспечения АИС: техническое, технологическое, информационное, программное, лингвистическое.

Информационное обеспечение АИС — это совокупность баз данных и файлов операционной системы, форматной и лексической баз, а также языковых средств, предназначенных для ввода, обработки, поиска и представления информации в форме, необходимой потребителю. Подробно об информационном обеспечении (ИО) см. в разд. 2.1. ИО включает массивы форматированных (и неформатированных) документов, классификаторы, кодификаторы, словари, нормативную базу для реализации решений по объемам, размещению и формам существования информации в АИС, а также совокупность средств и правил для формализации естественного языка, используемых при общении пользователей и персонала АС с комплексом средств автоматизации.

В настоящее время ИО рассматривают как совокупность собственно ИО и лингвистического обеспечения. При этом собственно ИО включает файлы операционных систем и БД, а лингвистическое — форматную базу, лексическую базу и языковые средства.

Математическое обеспечение — «совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, примененных в АС» (ГОСТ 34.03-90).

Программное обеспечение — совокупность общесистемных и прикладных программ, а также инструктивно-методической документации по их применению.

Техническое обеспечение — комплекс технических средств, обеспечивающих работу системы. Это технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации.

Правовое обеспечение — совокупность нормативно-правовых документов, определяющих права и обязанности персонала в условиях функционирования системы, а также комплекс документов, регламентирующих порядок хранения и защиты информации, правил ревизии данных, обеспечение юридической чистоты совершаемых операций.

Организационно-методическое обеспечение — совокупность документов, определяющих организационную структуру системы автоматизации для выполнения конкретных автоматизируемых функций.

Вопрос № 14. Понятие технологического процесса обработки данных (ТПОД). Требования к ТПОД. Типовые операции обработки и контроля данных.

Технологический процесс обработки данных -- это совокупность методов и средств, организованных в логическую последовательность этапов обработки и выдачи информации пользователю для решения экономических задач

Технологический процесс обработки данных определяет последовательность операций обработки данных, начиная с момента возникновения данных и до получения результатов.

Весь технологический процесс обработки данных можно подразделить на процессы:

• сбора и ввода исходных данных в вычислительную систему;

• размещения и хранения данных в памяти системы;

• обработки данных с целью получения результатов;

• выдачи данных в виде, удобном для восприятия пользователем.

Технологический процесс обработки данных можно разделить на четыре укрупненных этапа:

1) начальный или первичный (сбор исходных данных, их регистрация и передача на ВУ);

2) подготовительный (прием, контроль, регистрация входной информации и перенос ее на машинный носитель);

3) основной (непосредственно обработка информации);

4) заключительный (контроль, выпуск и передача результатной информации, ее размножение и хранение).

Основные требования к технологическому процессу обработки данных сводятся к следующему: согласованность вычислительной мощности вычислительного центра (ВЦ) со скоростью и объемом поступающей информации; эффективное использование средств вычислительной техники с точки зрения максимальной загруженности и минимального времени выполнения каждой технологической операции; решение задач в требуемые сроки по возможности без ручной доработки; совместимость устройств и согласованность их работы по времени; экономичность затрат труда, материальных и денежных средств.

Вопрос №15. Технологии обработки данных в пакетном режиме, в режиме разделения времени и диалоговом режиме.

При обработке данных с помощью ЭВМ в зависимости от конкретного применения информационной технологии различают три основных режима обработки данных: пакетный, разделения времени, и интерактивный режимы.

При пакетном режиме обработки задания (программы с соответствующими исходными данными), накапливаются на дисковой памяти ЭВМ, образуют «пакет». Обработка заданий осуществляется в виде их непрерывного потока. Размещенные на диске задания образуют входную очередь, из которой они выбираются автоматически, последовательно или по установленным приоритетам. Входные очереди могут пополняться в произвольные моменты времени. Такой режим позволяет максимально загрузить ЭВМ, так как простои между заданиями отсутствуют, однако при получении решения возникают задержки из-за того, что задание некоторое время простаивает в очереди.

Режим разделения времени реализуется путем выделения для выполнения заданий определенных интервалов времени, называемых квантами. Предназначенные для обработки задания находятся в оперативной памяти ЭВМ одновременно. В течение одного кванта обрабатывается одно задание, затем выполнение первого задания приостанавливается с запоминанием полученных промежуточных результатов и номера следующего шага программы, а в следующий квант обрабатывается второе задание и т.д. задание при этом режиме находится все время в оперативной памяти вплоть до завершения его обработки. При большом числе одновременно поступивших на обработку заданий можно для более эффективного использования оперативной памяти временно перемещать во внешнюю память только что обрабатывавшееся задание до следующего его кванта.

Диалоговый режим (интерактивный режим - режим реального времени)означает обмен сообщениями между пользователем и системой в реальном времени т.е. в темпе реакции пользователя, когда процессорное время предоставляется различным пользователям (задачам) определенными интервалами времени (последовательными квантами). В таких системах ИТ должны обладать высокой скоростью реакции, чтобы успеть за короткий промежуток времени (лучше мгновенно) обработать поступившие данные и использовать полученные результаты для управления процессом. Размер кванта невелик, и у пользователя создастся иллюзия непрерывной работы на ЭВМ. .

Диалог - это обмен информационными сообщениями между участниками процесса, когда прием, обработка и выдача сообщений происходят в реальном масштабе времени. При диалоге типа «человек- ЭВМ» целью пользователя является получение результатных данных в процессе решения задачи.

Технология обработки данных в диалоговом режиме предполагает: организацию в реальном времени непосредственного диалога пользователя и машины, в ходе которого ЭВМ информирует человека о состоянии решаемой задачи и предоставляет ему возможность активно воздействовать на ход ее решения.

Вопрос№ 16. Принципы создания автоматизированных информационных систем.

Жизненный цикл ИС.

• принцип системности является важнейшим при создании, функционировании и развитии АИС. Он позволяет подойти к исследуемому объекту как единому целому; выявить на этой основе многообразные типы связей между структурными элементами, обеспечивающими целостность системы; установить направления производственно-хозяйственной деятельности системы и реализуемые ею конкретные функции. Системный подход предполагает проведение двухаспектного анализа, получившего название макроподходов и микроподходов.

• принцип развития заключается в том, что АИС создается с учетом возможности постоянного пополнения и обновления функции системы и видов ее обеспечений. АИС должна наращивать свой вычислительные мощности, оснащаться новыми техническими и программными средствами, быть способной постоянно расширять и обновлять круг задач и информационный фонд, создаваемый в виде системы баз данных.

• принцип совместимости заключается в обеспечении способности взаимодействия АИС различных видов, уровней в процессе их совместного функционирования. Реализация этого принципа позволяет, обеспечит нормальное функционирование экономических объектов, повысить эффективность управления народным хозяйством и его звеньями.

• принцип стандартизации и унификации заключается в необходимости применения типовых, унифицированных и стандартизированных элементов функционирования АИС.

• принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АИС и целевым эффектом, получаемым при ее функционировании.

Жизненный цикл (ЖЦ) — период создания и использования АИС, охватывающий ее различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данной автоматизированной системе и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления у пользователей.

ЖЦ образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.д. На каждом этапе ЖЦ формируется определенный набор документов и технических решений. При этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Этап завершается проверкой предложенных решений и документов и на их соответствие сформулированным требованиям и начальным условиям.

Вопрос №17. Спиральная модель жизненного цикла

Спиральная модель ЖЦ, делающая упор на начальные этапы ЖЦ: анализ и проектирование. На этих этапах реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии ПО, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации. Разработка итерациями отражает объективно существующий спиральный цикл создания системы. Каждая итерация представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску внутренней или внешней версии изделия (или подмножества конечного продукта), которое совершенствуется от итерации к итерации, чтобы стать законченной системой

На каждой итерации углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта. Неполное завершение работ на каждом этапе позволяет переходить на следующий этап, не дожидаясь полного завершения работы на текущем. При итеративном способе разработки недостающую работу можно будет выполнить на следующей итерации. Главная же задача - как можно быстрее показать пользователям системы работоспособный продукт. Таким образом. существенно упрощается процесс внесения уточнений и дополнений в проект.

Преимущества спиральной модели:

• итерационная разработка существенно упрощает процесс внесения изменений в проект при изменении требований заказчика. Отдельные элементы интегрируются в единое целое фактически непрерывно. Поскольку интеграция начинается с меньшего числа элементов, то возникает гораздо меньше проблем при ее проведении

• уменьшение уровня рисков. Данное преимущество является следствием предыдущего, т.к. риски обнаруживаются именно во время интеграции.

• большая гибкость в управлении проектом, возможность внесения тактических изменений в разрабатываемое изделие.

• накопление и повторное использование проектных решений, средств проектирования, моделей и прототипов. Это обусловлено тем, что гораздо проще выявить общие части проекта, когда они уже частично разработаны, чем пытаться выделить их в самом начеле проектирования. Анализ проекта после проведения нескольких начальных итераций позволяет выявить общие, многократно используемые компоненты, которые на последующих стадиях будут совершенствоваться.

• спиральная модель позволяет получить более надежную и устойчивую систему, т.к. по мере развития системы ошибки и слабые места обнаруживаются и исправляются на каждой итерации.

Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков.

Вопрос № 18. Каскадная модель жизненного цикла

Основной характеристикой каскадной модели ЖЦ является разбиение всей разработки на этапы, причем переход с одного этапа на следующий происходит только после того, как будет полностью завершена работа на текущем Каждый этап завершается выпуском полного комплекта документации, достаточной для того, чтобы разработка могла быть продолжена другой командой разработчиков.

На первом этапе проводится исследование проблемы, которая должна быть решена, четко формулируются все требования заказчика. Результатом этого этапа является техническое задание согласованное со всеми заинтересованными сторонами.

На втором этапе разрабатываются проектные решения, удовлетворяющие всем требованиям, сформулированным в техническом задании. Результатом этого этапа является комплект проектной документации, содержащей все необходимые данные для реализации проекта.

Третий этап – реализация проекта. Здесь осуществляется разработка программного обеспечения. Результат – готовый программный продукт.

На 4 этапе проводится проверка программного обеспечения на предмет соответствия требованиям, заявленным в техническом задании. Опытная эксплуатация позволяет выявить различного рода скрытые недостатки, проявляющиеся в реальных условиях работы ИС. Результат – готовый к промышленной эксплуатации проект.

5 этап – сопровождение проекта в процессе промышленной эксплуатации.

Положительные стороны применения каскадного подхода:

– на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;

– выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Недостатки каскадной модели:

Существенное запаздывание с получением результатов. Согласование результатов с пользователями производится только в точках, планируемых после завершения каждого этапа работ, требования к ИС "заморожены" в виде технического задания на все время ее создания. В случае неточного изложения требований или их изменения в течение длительного периода создания ПО, пользователи получают систему, не удовлетворяющую их потребностям. Модели (как функциональные, так и информационные) автоматизируемого объекта могут устареть одновременно с их утверждением.

Возврат на более ранние стадии. Ошибки, допущенные на ранних этапах (анализа и проектирования), обнаруживаются, как правило, на последующих стадиях после выявления ошибок проект возвращается на предыдущий этап, перерабатывается и снова передается на последующую стадию.

Сложность параллельного ведения работ. Связаны с необходимостью постоянного согласования различных частей проекта.

Информационная перенасыщенность. При внесении изменений в одну из частей проекта необходимо оповещать всех разработчиков, которые могли или использовали эту часть проекта в своей работе, когда система состоит из большого числа взаимосвязанных подсистем, синхронизация внутренней документации становится важной самостоятельной задачей.

Вопрос № 19 Базы и банки данных, их использование в информационных системах управления. Понятие о системах управления базами данных (СУБД).

База данных (БД) - именованная совокупность данных, организованных по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными и отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Данными, называется формализованная информация, пригодная для последующей обработки, хранения и передачи средствами автоматизации профессиональной деятельности.

Назначение БД заключается в том, чтобы одну и ту же совокупность данных можно было использовать для максимального числа приложений. БД должна не только хранить данные, но и обеспечивать связи между различными элементами данных. Для управления данными, их обработкой используются системы управления базами данных (СУБД)

БД являются основным элементом ИС. Это организованная структура, задача которой обеспечить хранение информации, а так же удобный и быстрый доступ к данным.

Банк данных (БнД) - это система специальным образом организованных данных  состоящая из: вычислительной системы, одной или нескольких баз данных (БД), СУБД, набора прикладных программ (приложений БД)

Функции БнД:

• Хранение данных и их защита.

• Изменение (обновление, добавление и удаление) хранимых данных.

• Поиск и отбор данных по запросам пользователей.

• Обработка данных и вывод результатов.

Если в состав БнД входит одна БД, банк принято называть локальным, если несколько – интегрированным.

СУБД - специальный комплекс прикладных программ и языков, предназначенных для создания, сопровождения и использования баз данных.

Основным СУБД назначением является создание структуры новой БД, наполнение базы данными, редактирование и отображение хранимой информации.

Функции СУБД

Все функции СУБД можно объединить в такие группы:

Управление данными. Задачами управления данных является подготовка данных и их контроль, внесение данных в базу, структуризация данных, обеспечение целостности, секретности данных.

Доступ к данным. Поиск и селекция данных, преобразование данных в форму, удобную для дальнейшего использования.

Организация и ведение связи с пользователем. Ведение диалога, выдача диагностических сообщений об ошибках в работе по БД и т.д.

В состав любой СУБД входят языки двух типов:

• язык описания данных (с его помощью описываются типы данных, их структуры, связи)

• язык манипулирования данными (язык запросов), предназначенный для организации работы с данными.

Вопос № 20 Классификация банков данных

Банк данных (БнД) - это система специальным образом организованных данных  состоящая из: вычислительной системы, одной или нескольких баз данных (БД), СУБД, набора прикладных программ (приложений БД)

Банки данных - это очень сложная система, которую можно классифицировать по целому спектру признаков, касающихся как банка в целом, так и отдельных его компонентов.

По назначению БнД бывают:

- информационно-поисковые;

- специализированные по отдельным областям науки и техники;

- банки данных АСУ для организационно-экономической информации;

- банки данных для систем автоматизации научных исследований и производственных испытаний;

- банки данных для систем автоматизированного проектирования.

По архитектуре поддерживаемой вычислительной среды БнД бывают централизованными (интегрированными) и распределенными.

По виду информации, которая сохраняется, банки делятся на банки данных, банки документов и банки знаний.

По языку общения пользователя с БД различают системы с базовым языком (открытые системы) и с собственным языком (закрытые системы).

В открытых системах языковым средством общения с БД является один из языков программирования, например Cи, Pascal. В таких системах для общения с БД нужен посредник, то есть программист, который владеет избранным языком программирования.

Закрытые системы имеют собственный язык общения. Он, как правило, намного проще, чем язык программирования. Поэтому в таких системах не нужен посредник-программист для общения с БД. Сами пользователи, которые имеют соответствующую подготовку, смогут работать с БД.

Вопрос № 21 Принципы проектирования баз данных. Характеристика связей.

Принципы проектирования БД. При разработке базы данных обычно выделяется несколько уровней моделирования: предметная область; концептуальная модель или модель предметной области; логическая модель данных; физическая модель данных; собственно база данных и приложения.

Процесс создания информационной системы начинается с определения требований пользователей, которые и образуют концептуальную модель. Концептуальная модель представляет объекты и их взаимосвязи без указания способов их физического хранения. Таким образом, концептуальная модель является, по существу, моделью предметной области.

Модель предметной области – это наши знания о предметной области. Знания могут быть как в виде неформальных знаний, так, и выражены формально при помощи каких-либо средств (текстовые описания, наборы инструкций, математических формул, таблиц, графиков и т.д.). Модель предметной области описывает процессы, происходящие в предметной области и данные, используемые этими процессами. От того, насколько правильно смоделирована предметная область, зависит успех дальнейшей разработки приложений.

Логическая модель данных описывает понятия предметной области, их взаимосвязь, а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью. Логическая модель является начальным прототипом будущей базы данных. Она строится в терминах информационных единиц, но без привязки к конкретной СУБД. Более того, логическая модель данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели данных.

Существуют следующие критерии оценки качества логической модели данных:

• адекватность базы данных предметной области;

• легкость разработки и сопровождения базы данных;

• скорость выполнения операций обновления данных;

• скорость выполнения операций выборки данных (запросов).

Физическая модель данных описывает данные средствами конкретной СУБД. Создаются таблицы, структура базы данных. Ограничения, имеющиеся в логической модели данных, реализуются различными средствами СУБД, при этом опять-таки решения, принятые на уровне логического моделирования определяют некоторые границы, в пределах которых можно развивать физическую модель разными способами.

И, наконец, как результат предыдущих этапов появляется собственно сама база данных. База данных реализована на конкретной программно-аппаратной основе, и выбор этой основы позволяет существенно повысить скорость работы с базой данных. Но опять решения, принятые на предыдущем, физическом, уровне проектирования определяют границы, в пределах которых можно принимать решения по выбору программно-аппаратной платформы и настройки СУБД. Поэтому особую роль играет принятие правильных решений на ранних этапах моделирования, и главное место здесь занимает именно этап логического моделирования данных.

Характеристика связей

В БД может быть несколько таблиц. Объекты, описанные в разных таблицах могут быть взаимосвязаны между собой. СУБД позволяет объединять данные из двух или более таблиц связанных между собой и рассматривать это объединение как одну таблицу. Для того, чтобы это стало возможным необходимо указать СУБД какие таблицы и как они взаимосвязаны. На языке СУБД такие указания называются установлением связей между таблицами. Для того, чтобы можно было установить связь между таблицами, нужно, чтобы они имели одинаковые поля. Имена связанных полей в таблицах могут различаться. Тип и размер этих полей должен соответствовать в обеих таблицах. Связи между таблицами бывают следующих типов: Один к одному (1:1) означает, что для каждой записи из первой таблицы соответствует одна запись из второй таблицы, и так же каждой записи из второй таблицы соответствует одна запись в первой таблице.

Один ко многим (1:М) означает, что для каждой записи первой таблицы соответствует несколько записей из второй, но каждая запись второй таблицы связана только с одной записью из первой таблицы..

Многие ко многим (М:М) – каждая запись одной таблицы связана с несколькими записями из второй, и каждая запись из второй таблицы связана с несколькими записями из первой. Реализация связей только 1 типа наиболее сложна. Как правило, должна быть создана третья (связующая) таблица, которая имеет с обеими исходными связь один ко многим.

Вопрос № 22 Понятие записи и поля в реляционной СУБД. Иерархические, сетевые и реляционные модели СУБД.

По способу установления связей между данными различают реляционную, иерархическую и сетевую модели данных. Реляционная модель является простейшей и наиболее привычной формой представления данных в виде таблицы. В теории множеств таблице соответствует термин отношение, который и дал название модели. Для нее имеется развитый математический аппарат – реляционное исчисление и реляционная алгебра, где для БД определены такие теоретико – множественные операции, как объединение, вычитание, пересечение, соединение и др..

Достоинством реляционной модели, является сравнительная простота инструментальных средств ее поддержки, недостатком – жесткость структуры данных (невозможность, например, задания строк таблицы произвольной длины) и зависимость скорости ее работы от размера БД.

Иерархическая и сетевая модели предполагают наличие связей между данными имеющими какой- либо общий признак. В иерархической модели такие связи могут быть отражены в виде дерева – графа, где возможны только односторонние связи от старших вершин к младшим. Это облегчает доступ к необходимой информации, но только если все возможные запросы отражены в структуре дерева. Никакие иные запросы удовлетворены быть не могут.

В сетевой модели, по крайней мере теоретически, возможны связи «всех со всеми» каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. Поскольку на практике это невозможно, приходится прибегать к некоторым ограничениям. Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в БД. Но поскольку каждый элемент должен содержать в себе некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как для дисковой так и для основной памяти. Недостаток основной памяти снижает скорость обработки данных. Кроме того для таких моделей характерна сложность реализации СУБД.

Реляционные БД предназначены для организации данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив (таблицу) и обладает следующими свойствами:

• В таблице не должно быть двух одинаковых строк, строки таблицы должны быть уникальными.

• Каждый элемент таблицы – один элемент данных.

• Все столбцы в таблице однородные, все элементы имеют одинаковый тип и длину.

• Каждый столбец имеет уникальное имя.

• Порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

В таблице строки соответствуют записям, а столбцы полям.

Каждое поле, значение которого однозначно определяет соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем).

Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей , то такая таблица БД имеет составной ключ.

Чтобы связать две реляционные таблицы, необходимо ключ первой таблицы ввести в состав ключа второй таблицы (возможно совпадение ключей), в противном случае нужно ввести в структуру первой таблицы внешний ключ – ключ второй таблицы.

Вопрос №23 Нормализация базы данных. Локальные и распределенные базы данных. Технология «клиент-сервер».

При проектировании реляционной базы данных необходимо решить вопрос о наиболее эффективной структуре данных

Нормализация – это разбиение таблицы на две или более, обладающих лучшими свойствами при включении, изменении и удалении данных. Окончательная цель нормализации сводится к получению такого проекта базы данных, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, т.е. исключена избыточность информации.

Первая нормальная форма (1 Н Ф)

Таблица в первой нормальной форме должна соответствовать следующим требованиям:

1. Таблица не должна иметь повторяющихся записей.

2. В таблице должны отсутствовать повторяющиеся группы полей.

3. Все столбцы содержат только неделимые значения.