10. Внутримашинное ио бд

Внутримашинное ИО включает все виды специально организованной информации, представленной в виде, удобном для восприятия техническими средствами. Это файлы (массивы), БД. Информация записывается на магнитных дисках (МД) в памяти. ИО должно быстро и в полном объеме удовлетворять информационные потребности всех пользователей. К нему предъявляются требования эффективного поиска и выдачи данных в виде, необходимом для решения каждой конкретной задачи, возможности поддержания данных в состоянии постоянного обновления и работоспособности. Состав и структура внутримашинного ИО определяются способами организации файлов, БД, взаимодействием между ними, развитием их во времени.

Файл - это совокупность однородной информации по составу и последовательности полей, записанной на МД с присвоением имени.

По смысловому содержанию выделяют массивы данных и программные массивы. Программные массивы описывают процессы работы с данными и входят в подсистему ПО.

По роли в машинной обработке и технологии использования массивы классифицируются следующим образом:

• постоянные массивы относятся к категории НСИ, составляют информационный базис АСУ, содержат сравнительно редко меняющиеся сведения (технологический процесс (ТП), справочник материалов, нормы расхода материалов, состав изделия (СИ);

• текущие (переменные) массивы включают переменную информацию, характеризующую состояние внешней среды, а также сам процесс управления объектов

• промежуточные массивы возникают на этапах решения задач и выполняют роль механизма, передающего информацию от задачи к задаче или внутри задач. Формирование этих массивов связано с потребностью в промежуточной информации, не имеющей самостоятельного значения для целей управления;

• выходные массивы хранят данные, полученные в результате обработки исходной информации. Они содержат совокупность показателей, необходимых для анализа и принятия решений на уровне руководителей;

• хранимые массивы чаще всего формируются на основе выходных и содержат информацию, необходимую для обработки в будущих отчетных периодах, сравнения, сопоставления, расчетов нарастающим итогом, рассмотрения в динамике. Все виды массивов составляют БД. Создание единого информационного фонда обеспечивает систематизацию и унификацию показателей, позволяет установить терминологическое единство, однозначность описаний и связей между показателями. Структура записи файла состоит из заданной последовательности полей определенного типа данных и длины.

Для поиска файлов на МД создаются каталоги. Каталоги представляют собой оглавление диска, в которые записываются краткие сведения о файле. Создаются также подкаталоги, которые объединяются в файлы, относящиеся к одной тематике.

Пофайловый подход в создании фонда отвечает принципу локальной организации данных и используется при незначительных объемах информации. Такая организация данных позволяет быстро и удобно манипулировать информацией в файлах, но требует жесткой привязки к программам, затруднительна при корректировках данных и программ, имеет ориентацию на отдельные несложные задачи.

Локальный способ организации данных не предусматривает установления связи между файлами, исключает работу в диалоге.

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

Организация БД решает целый ряд проблем:

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

• устраняется многократный ввод и дублирование одних и тех же данных;

• не возникает проблемы изменения прикладных программ в связи с заменой физических устройств или изменения структуры данных;

• повышается уровень надежности и защищенности информации;

• уменьшается избыточность данных.

Перечисленные достоинства достигаются способами логической и физической организации данных.

БД является интегрированной системой информации, удовлетворяющей ряду требований:

• сокращению избыточности в хранении данных;

• устранению противоречивости в них;

• совместному использованию для решения большого круга задач, в том числе и новых, удобству доступа к данным;

• безопасности хранения данных в базе, защита данных;

• независимости данных от изменяющихся внешних условий в результате развития информационного обеспечения;

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

• наличию гибких организационных форм эксплуатации.

Также БД в системе управления включает:

• языковые средства - языки программирования, языки запросов и ответов, языки описания данных;

• методические средства - инструкции и рекомендации по созданию и функционированию БД, выбору СУБД;

• обслуживающий персонал - программисты, электроники, инженеры АСУП, администратор БД. Их задача - контроль за работой БД, обеспечение совместимости и взаимодействия всех составляющих, а также управление функционированием БД, контроль за качеством информации и удовлетворение информационных потребностей.

Особую роль играет администратор БД, он управляет данными, персоналом, обслуживающим БД. Важной задачей администратора БД является сопровождение сетевого программного обеспечения, защита данных от разрушения, несанкционированного доступа, ведение системы меню. Администратор предоставляет пользователям полномочия на доступ к части базы.

БД может быть сосредоточена на одном компьютере или распределена между несколькими компьютерами. Для того, чтобы данные одного исполнителя были доступны другим и наоборот, эти ПК должны быть соединены в единую вычислительную систему.

БД, расположенная на одном ПК, называется локальной, а на нескольких соединенных сетями ПЭВМ - распределенными. Распределенные БД более гибки и адаптивны, менее чувствительны к выходу из строя оборудования.

Назначение распределенных БД состоит в предоставлении более гибких форм обслуживания множеству удаленных пользователей при работе со значительными объемами информации в условиях географической или структурной разобщенности. Распределенная обработка данных позволяет разместить базу данных (или несколько баз) в различных узлах компьютерной сети.

В распределенных БД создается угроза рассогласования данных, хранящихся в различных частях системы. Возникает проблема целостности и безопасности данных, что усложняет администрирование.

При построении логической модели данных выбирается один из трех подходов моделирования:

• иерархический;

• сетевой;

• реляционный.

Иерархическая модель имеет структуру дерева и выражает вертикальные связи подчинения низшего уровня высшему. Это удобно тогда, где все запросы имеют древовидную структуру.

Сетевая модель является более сложной и отличается от иерархической наличием горизонтальных связей. Направления этих связей не являются однозначными.

Реляционная модель представляется в виде совокупности таблиц, над которыми выполняются операции, формируемые в терминах реляционной алгебры. Достоинством является сравнительная простота инструментальных средств ее поддержки; недостатком - жесткость структурных данных и зависимость скорости работы от размера БД.

После выбора окончательного варианта логической модели определяется вся совокупность показателей и реквизитов, необходимых и достаточных для решения обозначенного круга задач, формируются факторы, в которых выделяется ключевое поле (реквизит) для взаимодействия с другими файлами. Далее устанавливается круг данных и разрядность каждого поля, количество записей в файлах и другие характеристики.

Сложность БД определяется объемами и структурой информатизации, разнообразием ее видов, множественностью связей между файлами, требованиями к производительности и надежности.

Организация данных в БД требует предварительного моделирования, т.е. построения логической модели данных. Главное назначение логической модели данных - систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей.

Принятие решения о том, какая информация должна содержаться в БД, связано не только с определением предметной области или круга обслуживаемых задач, но и с интенсивностью работы с различными видами информации, их динамическими характеристиками, частотой корректировки, степенью взаимосвязи и взаимодействия между ними.