Мурманская академия экономики и управления

МУРМАНСКАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ
Информатика и информационные технологии
в профессиональной деятельности
Конспект лекционного материала
для специальности
031001.51 Правоохранительная деятельность
Мурманск
2012
2
Информатика и информационные технологии в профессиональной
деятельности: конспект лекций по дисциплине для обучающихся по
специальности 031001.51 «Правоохранительная деятельность» / сост. ст. преп.
кафедры общественных и естественных наук Е.В.Саблина, преп. кафедры
общественных и естественных наук И.Н.Грант. – Мурманск: МАЭУ, 2012. –
24с.
 Мурманская академия
экономики и управления, 2012
3
СОДЕРЖАНИЕ
ИНФОРМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЩЕСТВО. ИНФОРМАЦИЯ КАК ТОВАР,
ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ БИЗНЕСА. ............................................................ 4
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ИТ. ............................................................... 8
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ ИС. ................................................................... 11
ПОНЯТИЕ БАЗЫ ДАННЫХ (БД). СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ (СУБД)........................ 19
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ .......................................................................... 21
ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ ......................................................................................... 23
4
ИНФОРМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЩЕСТВО. ИНФОРМАЦИЯ КАК ТОВАР,
ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ БИЗНЕСА.
Информатизация, информационное общество
В развитии человеческого общества принято выделять три этапа: доиндустриальный,
индустриальный и постиндустриальный. В доиндустриальном обществе главной отраслью
экономики являлось сельское хозяйство, в индустриальном – промышленность. В настоящее
время человеческое общество перешло на новый, постиндустриальный этап, и главной
отраслью экономики становится производство знаний.
На протяжении своей истории человечество пережило несколько информационных
революций – кардинальных изменений в информационной сфере, имевших важные
последствия для развития общества.
I информационная революция – изобретение письменности. Появление письменности
позволило фиксировать информацию на материальных носителях (бумага, камень, дерево,
папирус и т.п.) и хранить ее.
II информационная революция (середина XVI в.) – изобретение книгопечатания.
Благодаря книгопечатанию информация стала массово-доступной, появилась возможность
создавать множественные бумажные копии, которые можно было распространять.
III информационная революция (конец XIX в.) – появление телеграфа, телефона и
радио; все эти средства дали возможность оперативно передавать информацию на большие
расстояния.
IV информационная революция (70-е гг. XX в.) – изобретение микропроцессорных
технологии.
К середине XX века общество было индустриальным, но уже тогда назрела
необходимость в новых информационных технологиях, которые позволили бы обрабатывать
и более эффективно использовать накопленную информацию. Первые ЭВМ полностью не
решали проблемы: они были громоздкими, дорогостоящими, и для их обслуживания
требовались специалисты, которые становились посредниками между потребителем и
компьютером.
Ситуация кардинально изменилась с изобретением микропроцессора: в последствие
это привело к созданию персонального компьютера, благодаря чему ЭВМ стали доступны
простому пользователю.
Компьютерные технологии стали внедряться во все сферы
человеческой деятельности, в результате начался процесс информатизации - процесс
формирования постиндустриального общества, то есть общества информационного.
5
Информатизация общества - организационный социально-экономический и
научно-технический
процесс
создания
оптимальных
условий
для
удовлетворения
информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной
власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на
основе формирования и использования информационных ресурсов.
Информационное общество – это общество, в котором большинство работающих
заняты производством, обработкой, хранением и передачей информации. Главным ресурсом
информационного общества является информация.
Процесс формирования информационного общества продолжается до сих пор и к
настоящему моменту информационного общества в чистом виде не существует нигде. Для
оценки развитости информационного общества обычно используются следующие критерии:

Доля населения, работающего в информационной сфере;

Доля населения, использующего информационные технологии в своей
повседневной деятельности;

Наличие компьютерной техники;

Уровень развития компьютерных сетей.
Принято выделять следующие черты информационного общества:

Информация становится стратегическим, приоритетным ресурсом;

В основу общества заложены автоматизированные информационные процессы,
использующие новейшие информационные технологии;

Информационно-коммуникационные технологии приобретают глобальный
характер
и
влияют
на
качество
жизни
человека
и
общества,
на
цивилизации,
с
обороноспособность и безопасность государства;

Формируется
информационное
единство
человеческой
помощью компьютерных технологий реализован свободный доступ каждого
человека к мировым информационным ресурсам;

Фактором экономического развития становятся научные знания, в создании и
промышленном освоении которых участвует значительная часть общества;

Фактором развития производства становятся информационные технологии и
интеллектуальный потенциал рабочих кадров.
В информационном обществе от человека будет требоваться умение работать с
информацией и использовать в своей деятельности компьютерную технику, существенно
возрастет
доля
умственного
автоматизированным.
труда,
а
материальное
производство
станет
6
Тем не менее, помимо явных плюсов информационного общества следует учитывать
его негативные черты:

Большое влияние на общество оказывают средства массовой информации;

Возникает проблема отбора достоверной и актуальной информации;

Новые информационные технологии могут разрушить частную жизнь людей;

Возникает социальный разрыв между людьми, занимающихся разработкой
информационных технологий и прочими потребителями;

Появляются
проблемы
адаптации
человека
к
новым
условиям
информационного общества (в первую очередь это касается пожилых людей).
Информация как товар, информационные ресурсы
Понятие
информации
является
фундаментальным,
и
строгого
однозначного
определения для него не существует. Особенностью этого понятия является то, что оно
используется во всех сферах деятельности человека. Следует учитывать, что никакая
информация не может существовать без физического носителя (бумага, дерево, магнитный
диск, звуковая волна и т.д.)
Важность обладания информацией понимали давно («Кто владеет информацией –
владеет миром»), но в настоящий момент это становится наиболее актуальным; накопленная
и обработанная информация вместе со своими средства хранения, накопления и просмотра
товаром.
Информация как товар имеет следующие особенности:

При потреблении информация не исчезает и может быть использована
многократно (может исчезнуть только материальный носитель);

Информация со временем подвергается моральному износу: появляются копии
(исчезает уникальность информации), теряется актуальность;

Информация для потребления может быть представлена в различном виде в
зависимости от требований потребителя (бумажная копия, аудио-файл, файл
для просмотра на мониторе и т.п.). Это свойство называется адресностью
информации.
В науке информатике выделяют следующие свойства информации:

Понятность
–
информация
должна
быть
понятна
тому,
кому
она
предназначена;

Актуальность – это степень соответствия информации текущему моменту
времени;

Достоверность – информация достоверна, если она не искажает истинного
положения дел;
7

Полнота - информация полна, если ее достаточно для принятия решения;

Объективность – информация объективна, если она не зависит ни от чьего
мнения.
Очевидно, что любому потребителю требуется понятная, актуальная, достоверная,
полная и объективная информация, и чем больше информация соответствует этим
требованиям, тем больше ее полезность и выше стоимость.
Информационные ресурсы – это информация, знания, подготовленные для
использования и зафиксированные на материальные носители. Информационные ресурсы
представляют собой отдельные документы или массивы документов, хранящиеся в
информационных системах.
Мировые информационные ресурсы можно подразделить на следующие категории:

Веб-страницы глобальной сети Интернет;

Файловые серверы;

Базы данных;

Электронные телеконференции;

Электронные газеты и журналы;

Библиотеки, музеи и архивы мира.
Информатизация бизнеса
Современное предприятие представляет собой информационный узел, в котором
сходится несколько информационных потоков:
1. Внешние нерегулярные потоки – поступают из макроокружения предприятия, и
обычно принимаются для сведения, но иногда вызывают необходимость
предпринять какие-либо действия;
2. Внешние регулярные потоки – поступают из микроокружения предприятия,
такая
информация
необходима
для
ежедневного
функционирования
предприятия;
3. Внутренние регулярные потоки – возникают внутри предприятия.
Важным шагом является разделение сотрудников предприятия на три группы по
виду используемой ими информации в своей ежедневной рабочей деятельности:
1. Используют всю внешнюю и всю внутреннюю информацию;
2. Используют
информацию
из
микроокружения
информацию;
3. Используют только внутреннюю информацию.
и
всю
внутреннюю
8
При этом каждый сотрудник должен получать всю необходимую ему информацию, но
не должен получать излишних сведений.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ИТ.
Информационная технология – это совокупность методов и средств реализации
операций сбора, регистрации, передачи, накопления, поиска, обработки и защиты
информации на базе применения развитого программного обеспечения и средств
вычислительной техники и связи.
Особенности ИТ:

Объектом обработки является информация;

Результатом обработки являются данные;

Процесс обработки делится на мелкие шаги;

Средствами обработки являются ВТ и ПО.
Классификация ИТ
I. По способу реализации:
9
 Традиционные – существовали в условиях централизованной обработки данных до
массового использования ПК. Были главным образом ориентированы на снижение
трудоёмкости при формировании регулярной отчётности.
 Новые – технологии, основывающиеся на применении компьютеров и активном
участии
пользователей
(не
профессионалов
в
программировании)
в
информационном процессе.
II. По степени охвата задач управления:
 Электронная обработка данных;
 Электронный офис;
 Автоматизация функций управления;
 Поддержка принятия решений;
 Экспертная поддержка;
III.
По классу реализуемых технологических операций:
 ИТ обработки текстовой информации;
 Табличные процессоры;
 СУБД;
 ИТ обработки графической информации;
 Мультимедийные системы;
 Гипе6ртекстовые системы;
IV.
По обслуживаемым предметным областям: бухгалтерский учёт, банковское дело,
налоговая деятельность, страховая деятельности и т.п.
V.
По типу пользовательского интерфейса:
 Пакетные – исключают возможность пользователя влиять на обработку информации,
пока она производится в автоматическом режиме.
 Диалоговые – позволяют пользователю взаимодействовать с хранящимися в системе
информационными ресурсами в режиме реального времени.
 Сетевые
–
предоставляют
пользователю
средства
удалённого
доступа
к
территориально распределённым информационным и вычислительным ресурсам
благодаря развитым средствам связи.
В настоящее время различные информационные технологии часто объединяются в
единый компьютерно-технологический комплекс, который называется интегрированным. В
таком комплексе большое значение имеют средства коммуникации. Такой интегрированный
комплекс
поддерживает
единый
способ
представления
данных
и
взаимодействия
пользователей с компонентами системы. В таких системах особое значение придаётся
защите информации при её передаче и обработке.
10
Схема классификации информационных технологий
11
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ ИС.
Общие понятия
Система - это комплекс взаимосвязанных средств, выступающих как единое целое.
Каждая система характеризуется:
 Структурой;
 входными и выходными потоками;
 целью и ограничениями;
 законом функционирования.
Подсистема – это относительно самостоятельная часть системы, выделенная по
определённому признаку.
Информационная
система
(ИС)
-
это
программно-аппаратный
комплекс,
предназначенный для автоматизированного сбора, хранения, обработки и выдачи
информации.
Или:
ИС
–
это
организационно
упорядоченная
совокупность
документов
(информационных продуктов) и информационной инфраструктуры.
Информационная инфраструктура – это ИТ в виде вычислительных комплексов,
оргтехники, средств и каналов связи.
Обычно ИС имеют дело с большими объемами информации, которая имеет
достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем
являются банковские системы, системы продажи билетов на транспорте и др.
ИС всегда специализируется на информации из определенной области реального
мира: экономики, техники, медицины и т.д.
Предметная область – это часть реального мира, отображаемая в ИС.
Экономические ИС - это ИС, предметной областью которых является экономика.
Любая ИС включает в себя четыре компонента:
1. информационные средства;
2. программные средства (обеспечение);
3. технические средства;
4. персонал.
Информационное обеспечение реализуется в виде файловой системы или в виде
базы данных.
База данных (БД) – это совокупность описаний объектов предметной области и
связей между ними, актуальных для конкретной предметной области (или: единое, совместно
12
используемое хранилище взаимосвязанных структурированных данных по определённой
предметной области).
Структурирование данных – это принятие некоторых соглашений о правилах
представления этих данных.
Особенность ИС по сравнению с вычислительными системами состоит в том, что
структура данных в ИС обычно сложна (а сложность определяется не столько объемом,
сколько количеством взаимосвязей), а задачи по обработке данных однотипны для разных
предметных областей (создание, поиск, ввод и вывод, группировка, сортировка). Поэтому
все типовые функции по работе с данными были выделены в специальную систему.
Система управления базой данных (СУБД) - это комплекс программных и языковых
средств создания, ведения и манипулирования данными (или: сложный программный
комплекс, предназначенный для работы с базами данных, основными функциями которого
являются: конструирование БД; поддержание БД в актуальном состоянии; обслуживание
запросов пользователей).
Программные средства делят на две части:
1. системное программное обеспечение (СПО). В состав СПО входит операционная
система ЭВМ (ОС) и СУБД. ОС настолько тесно связана с техническими
средствами, что их часто объединяют и называют программно-аппаратной
платформой, например, для ПЭВМ IBM PC используется платформа "WINTEL"
(Windows + Intel).
2. прикладное программное обеспечение (ППО).
Персонал - это специалисты, которые обслуживают и сопровождают ИС.
Технические
средства
–
вычислительная
техника,
различное
необходимое
оборудование.
Жизненный цикл
Жизненный цикл (ЖЦ) любой системы - это непрерывный процесс, который
начинается с момента принятия решения об ее создании и заканчивается в момент полного
изъятия системы из эксплуатации.
Структура ЖЦ ПО ИС в соответствии с международным стандартом ISO/IEC 12207
базируется на трех группах процессов:
 основные
процессы
(приобретение,
поставка,
разработка,
эксплуатация,
сопровождение);
 вспомогательные процессы (документирование, верификация, обеспечение качества и
др.);
13
 организационные процессы (управление проектами, обучение и др.).
Рассмотрим определения некоторых из этих процессов.
Разработка включает все работы по созданию ИС в соответствии с заданными
требованиями. Разработка состоит из 4-х этапов:
1. Формирование и анализ требований к системе (в результате составляется
спецификация
системы);
2. Концептуальное проектирование (создание информационной модели системы без
привязки к типу ЭВМ и системных программных средств);
3. Проектирование
реализации
(выбор
вычислительной
системы,
системных
программных средств, проектирование структуры данных);
4. Физическая реализация (разработка прикладных программ, базы данных, их отладка
и
тестирование, написание документации).
Эксплуатация включает все работы по внедрению компонентов ИС, созданию
рабочих мест, обучению персонала, а также собственно эксплуатацию, в том числе поиск и
устранение проблем, подготовку предложений по развитию и улучшению системы.
Модернизация ИС – это процесс замены отдельных компонент системы, ее проводят
в связи с изменениями предметной области, для повышения качества и надежности ИС, для
совместимости с другими ИС.
Сопровождение - это поддержание системы в работоспособном состоянии в период
эксплуатации.
Управление проектом относится к организационным процессам ЖЦ и связано с
планированием работ, созданием коллектива разработчиков, контролем сроков и качества
работ.
Верификация - это вспомогательный процесс, который состоит в определении того,
отвечает ли промежуточный проект требованиям соответствующего этапа.
Каждый процесс ЖЦ характеризуется определенными задачами и методами их решения,
исходными данными и результатами. Часто результаты более поздних процессов изменяют
исходные данные более ранних этапов, поэтому ЖЦ ИС носит итерационный характер.
Стандарт ISO/IEC 12207 не предлагает конкретной модели жизненного цикла и
методов разработки, его рекомендации являются общими для любых моделей жизненного
цикла.
Под моделью обычно понимается структура, определяющая последовательность
выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла.
Они принципиально различаются самим подходом к информационной системе и ее
программному обеспечению.
14
К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две
основные модели ЖЦ:
 каскадная модель (70-85 г.г.);
 спиральная модель (86-90 г.г.).
Каскадная модель
В каскадной модели информационная система является однородной и ее
программное обеспечение определяется как единое (с ней) целое. Данный подход характерен
для более ранних информационных систем (каскадный метод
применяется с 1970 года), а также для систем, для которых в
самом начале разработки можно достаточно точно и полно
сформулировать все требования. При выполнении этих
условий каскадный метод позволяет достичь хороших
результатов.
Его основной характеристикой 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.
Положительные стороны каскадной модели:
1. на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий
критериям полноты и согласованности;
2. выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки
завершения всех работ и соответствующие затраты.
Недостаток: сложно уложить реальный процесс создания программного обеспечения
в такую жесткую схему и поэтому постоянно возникает необходимость возврата к
предыдущим этапам с целью уточнения и пересмотра ранее принятых решений. Результатом
такого конфликта стало появление модели с промежуточным контролем, которую
представляют или как самостоятельную модель, или как вариант каскадной модели. Эта
модель характеризуется межэтапными корректировками, удлиняющими период разработки
изделия, но повышающими надежность.
Однако и каскадная модель, и модель с промежуточным контролем обладают
серьезным
недостатком
-
запаздыванием
с
получением
результатов.
Данное
15
обстоятельство объясняется тем, что согласование результатов возможно только после
завершения каждого этапа работ. На время же проведения каждого этапа требования жестко
задаются в виде технического задания. Так что существует опасность, что из-за неточного
изложения требований или их изменения за длительное время создания программного
обеспечения конечный продукт окажется невостребованным. Для преодоления этого
недостатка и была создана спиральная модель
Спиральная модель
Спиральная модель делает 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. 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, тем самым активизируя процесс уточнения и дополнения требований.
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.
Сравнивая эти модели, можно сказать, что каскадная модель более универсальна, т. е.
она применима к производству разных изделий, будь то отбойный молоток или графический
редактор. Для разных изделий просто будут изменяться количество и название этапов
модели. Спиральная же модель более ориентирована именно на информационные системы,
особенно на программные продукты, поэтому при разработке информационных систем и их
программного обеспечения она предпочтительнее каскадной.
16
Пользователи ИС
Пользователей ЭИС можно разделить на следующие группы:
1. случайный
пользователь,
взаимодействие
которого
с
ЭИС
не
обусловлено
служебными обязанностями;
2. конечные пользователи (потребители информации) - лицо или коллектив, в интересах
которых работает ЭИС. Они работают с ЭИС повседневно, связаны с жестко
ограниченной
областью
программистами,
деятельности
например,
это
и,
как
бухгалтеры,
правило,
они
экономисты,
не
являются
руководители
подразделений;
3. коллектив специалистов (персонал ЭИС), включающий администратора банка
данных, системного аналитика, системных и прикладных программистов.
Рассмотрим более подробно состав и функции персонала ЭИС (третья группа
пользователей ЭИС).
Администратор - это специалист (или группа специалистов), который понимает
потребности конечных пользователей, работает с ними в тесном контакте и отвечает за
определение, загрузку, защиту и эффективность работы банка данных. Он должен
координировать процесс сбора информации, проектирования и эксплуатации БД, учитывать
текущие и перспективные потребности пользователей.
Системные программисты занимаются разработкой и сопровождением базового
математического обеспечения ЭВМ (ОС, СУБД, трансляторов, сервисных программ общего
назначения).
Прикладные программисты разрабатывают программы для реализации запросов к
БД.
Аналитик
строит
математическую
модель
предметной области, исходя из
информационных потребностей конечных пользователей; ставит задачи для прикладных
программистов.
На практике персонал небольших ИС часто состоит из одного - двух специалистов,
которые выполняют все перечисленные функции.
Классификация ИС
По режиму работы:
 Пакетные ЭИС работают в пакетном режиме: вначале данные накапливаются, и
формируется пакет данных, а затем пакет последовательно обрабатывается рядом
программ. Недостаток этого режима – низкая оперативность принятия решений и
обособленность пользователя от системы.
17
 Диалоговые ЭИС работают в режиме обмена сообщениями между пользователями и
системой (например, система продажи авиабилетов). Этот режим особенно удобен, когда
пользователь может выбирать перспективные варианты из числа предлагаемых системой.
 Смешанные ЭИС.
По способу распределения вычислительных ресурсов:
 Локальные ЭИС используют одну ЭВМ;
 Распределенные ЭИС – в таких системах взаимодействуют несколько ЭВМ, связанных
сетью. Отдельные узлы сети обычно территориально удалены друг от друга, решают
разные задачи, но используют общую информационную базу.
По функциям:
 Системы обработки данных (СОД) предназначены для решения задач, в которых
наряду с функциями ввода, выборки, коррекции информации выполняются
математические расчеты без применения методов оптимизации (например, задачи
расчета заработной платы и статистической отчетности).
 Автоматизированные системы управления (АСУ). АСУ отличается от СОД тем, что
сама выполняет управленческие функции по отношению к объекту. В АСУ
включаются прикладные программы для принятия и оптимизации управленческих
решений. (Например, система для оптимального управления запасами материалов на
складе).
 Информационно-поисковые системы (ИПС) предназначены для поиска требуемого
документа или факта во множестве документов.
 Файловые системы. Информационное обеспечение ЭИС первого типа построено в
виде файловых систем. В современных ЭВМ операционная система берет на себя
распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса
во внешней памяти и обеспечение доступа к данным. Программное обеспечение ЭИС
напрямую использует функции ОС для работы с файлами.
 Автоматизированные банки данных (АБД). Банком данных называют систему
специальным образом организованных баз данных, программных, технических,
языковых
обеспечения
и
организационно-методических
централизованного
накопления
средств,
и
предназначенных
коллективного
для
многоцелевого
использования данных.
 Интеллектуальные банки данных (базы знаний) – это сравнительно новый способ
построения ЭИС, при котором информация о предметной области условно делится
между двумя базами. База данных содержит сведения о количественных и
качественных характеристиках конкретных объектов. База знаний содержит сведения
18
о закономерностях в ПО, позволяющие выводить новые факты из имеющихся в БД;
метаинформацию;
сведения
о
структуре
предметной
области;
сведения,
обеспечивающие понимание запроса и синтез ответа.
 Хранилища данных. Хранилище данных представляет собой АБД, в котором база
данных разделена на два компонента: оперативная БД хранит текущую информацию
(например, в оперативной БД могут содержаться данные о продажах за текущий год);
квазипостоянная БД содержит исторические данные (например, систематизированные
годовые отчеты и балансы за все время существования предприятия).
ИС управления
Система
управления
–
это
совокупность
взаимосвязанных
элементов,
предназначенных для целенаправленного воздействия управляющего органа на управляемый
объект.
ИС управления – это совокупность информации, экономико-математических методов
и моделей, технических и программных средств и специалистов, предназначенная для
обработки информации и принятия управленческих решений.
Современные ИС управления должны: повышать качество процесса управления,
ускорять документооборот, помогать в подготовке принятия управленческих решений, при
этом информационные процессы в системе должны соответствовать реальным бизнеспроцессам.
Основные требования к ИС управления:
1. Открытость:
a. Масштабируемость приложений, т.е. их переносимость на другие объекты;
b. Привязка приложений к конкретному пользователю и к конкретным техническим
платформам;
c. Настраиваемость функциональных возможностей и интерфейсов пользователя в
распределённой структуре.
2. Соответствие основным принципам бизнеса:
a. Регламентированный автоматизированный документооборот;
b. Единство учёта, контроля и хранения документов;
c. Мультивалютность и настраиваемость на иностранные нормативы.
3. Обеспечение единого информационного пространства:
a. Пространственная распределённость пользователей;
b. Функционирование ИС в режиме реального времени;
19
c. Расширенные глобальные информационные возможности;
d. Внутрисистемная информационная связанность.
4. Настраиваемость на конкретные приложения и пользователей:
a. Возможность задания (описания) состава, функций и полномочий;
b. Настраиваемость пользовательского интерфейса;
c. Возможность передачи данных в интегрированной ИС для различных схем
коммуникаций;
d. Настраиваемость сервисов.
5. Обеспечение управляемости бизнеса:
a.
Возможность прогнозирования состояний внутренней и внешней среды;
b. Возможность консолидации сети филиалов и дочерних предприятий, обеспечение их
управляемости;
c. Возможность управления ресурсами, портфелями активов и пассивов;
d. Возможность
администрирования
электронного
документооборота,
прав
и
полномочий.
6. Надёжность, защищённость и безопасность:
a. Возможность резервирования, в том числе технического и информационного
дублирования;
b. Множественность уровней защиты;
c. Авторизация и контроль доступа в систему;
d. Ведение журналов операций и документооборота.
7. Наличие многоуровневой и многоаспектной системы анализа и подготовки принятия
решений с гибким и развитым пользовательским интерфейсом.
ПОНЯТИЕ БАЗЫ ДАННЫХ (БД). СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ (СУБД).
Четкого и однозначного определения базы данных не существует.
База данных – совместно используемое единое хранилище для логически связанных
структурированных данных по определенной предметной области. Кроме того, в БД
имеются «данные о данных» - метаданные.
Здесь особо выделяется возможность совместного использования информации
хранящейся в базе данных многими пользователями одновременно.
Предметная область – это часть реального мира, для которой создаётся БД.
Структурирование данных – это принятие некоторых соглашений о правилах
представления данных.
Пример:
20
Неструктурированные данные:
Аверьянова Анна Андреевна, табельный номер А1, 12 января 1976 года; А2,
Александров А.Б., 25.11.1982; В.В. Воронин, В1, 14.10.68
Структурированные данные:
А1, Аверьянова А.А., 12.01.76;
А2, Александров А.Б., 25.11.68;
В1, Воронин В.В., 14.10.68
Система управления базами данных (database system) – специальный сложный
программный комплекс, предназначенный для работы с базами данных.
К основным функциям СУБД любого типа можно отнести:
1. создание (конструирование) базы данных путем описания
структуры хранимой
информации и взаимосвязей между ее частями;
2. занесение, хранение и удаление информации из базы данных - т. е. поддержание БД в
актуальном состоянии;
3. обслуживание выборок и запросов пользователей
Различные СУБД позволяют создавать и обслуживать базы данных различной
структуры: иерархические, сетевые и реляционные.
Модели данных
Иерархическая
Все элементы базы данных вместе со связями между собой образуют иерархическую
(древовидную) структуру. Каждый элемент может быть связан с несколькими элементами
более низкого уровня и только с одним элементом более высокого уровня.
Сетевая
Сетевая модель похожа на иерархическую, но в данном случае каждый элемент базы
данных может быть связан с несколькими элементами более высокого уровня.
Реляционная
Реляционная модель основана на понятии «отношение», физическим представлением
которого является таблица. Реляционная модель впервые была предложена Э.Ф. Коддом в
1970 г.
21
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ
Реляционная модель БД рассматривает все данные как группы таблиц или отношений,
которые содержат фиксированные количества рядов и столбцов. Иными словами многие
объекты, используемые в реляционной базе данных, аналогичны объектам электронных
таблиц.
Термин «реляционная» указывает на то, что между таблицами базы данных могут
быть установлены различные отношения.
Сущность – отдельный тип объекта (например: человек, деталь и т.д.).
Атрибут - свойство, которое описывает некоторую характеристику объекта
(например: фамилия, вес).
Домен – набор допустимых значений для одного или нескольких атрибутов.
Отношение – плоская таблица, состоящая из строк и столбцов.
Поле – именованный столбец таблицы.
Запись – набор данных, специфицирующих некоторый объект.
Связь – объект специального типа, объединяющий несколько сущностей.
Свойства реляционной таблицы
1. Для каждой реляционной таблицы должен быть задан список полей с
указанием ограничений для них;
2. Добавление новой записи производится в конце таблицы;
3. Число записей в таблице не ограничивается;
4. Реляционная
таблица
не
должна
содержать
повторяющихся
строк
(реляционная таблица обязательно должна иметь первичный ключ).
Ключевые поля
Ключевое поле – это поле, которое используется для связи между таблицами. При
этом значение этих полей в связанных таблицах дублируется. Ключи могут быть составными
(состоять из нескольких полей) и простыми (состоять из одного поля).
Первичный (главный) ключ - уникально идентифицирует каждую запись в таблице и
не имеет повторяющихся значений. (Например, в таблице Сотрудник – поле Табельный
номер).
22
Внешний ключ – поле (группа полей), которое является ссылкой на первичный ключ
другой таблицы. Может содержать повторяющиеся значения.
Альтернативный
ключ
–
является
«заменителем» главного
ключа,
обычно
используется для поиска данных в таблице. Может содержать повторяющиеся значения.
Потенциальный ключ – поле, которое может выступать в качестве первичного ключа
таблицы.
Пример:
Таблица Сотрудник
Табельный номер
ФИО
Дата рождения
А1
Аверьянова А.А.
12.01.76
А2
Александров А.Б.
25.11.82
В1
Воронин В.В.
14.10.68
Табельный номер – первичный ключ, ФИО – альтернативный ключ.
Таблица Паспортные данные
Серия и № паспорта
Дата выдачи
4700 111111
27.01.00
4704 000000
14.12.04
4705 333333
30.10.05
Кем выдан
ОВД Первомайского района
г. Мурманска
ОВД Октябрьского района
г. Мурманска
ОВД Ленинского района г.
Мурманска
Табельный
номер
А1
А2
В1
Серия и № паспорта – первичный ключ, Табельный номер – внешний,
альтернативный и потенциальный ключ (мог быть первичным).
Связи между таблицами
В реляционной базе данным между таблицами могут существовать связи трёх видов:
один-к-одному, один-ко-многим, многие-ко-многим.
Связь один-к-одному: одной записи из первой таблицы соответствует одна и только
одна запись из второй таблицы, и наоборот: одной записи из второй таблицы соответствует
23
одна и только одна запись из первой таблицы (например: Сотрудник и Паспортные данные
сотрудника).
Связь один-ко-многим: одной записи из первой таблицы может соответствовать
несколько записей из второй таблицы, но при этом: одной записи из второй таблицы может
соответствовать одна и только одна запись из первой таблицы (например: Группа и
Студент).
Связь многие-ко-многим: одной записи из первой таблицы может соответствовать
несколько записей из второй таблицы, и наоборот: одной записи из второй таблицы так же
может соответствовать несколько записей из первой таблицы. (Например: Студент и
Преподаватель). Этот вид связи не поддерживается некоторыми СУБД.
Сущность, содержащую внешние ключи будем называть дочерней, а сущности, на
первичные
ключи
которых
ссылаются
данные
внешние
ключи,
будем
называть
родительскими.
ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ
I этап: исследование предметной области.
На данном этапе формируется задание для создания базы данных (для кого, какие
функции должна выполнять, кто будет пользоваться).
Все знания о предметной области систематизируются и выделяются интересующие
нас объекты и их свойства.
Модель предметной области - это наши знания о предметной области.
II этап: концептуальная модель данных.
Концептуальная модель описывает понятия предметной области и их взаимосвязь.
Концептуальная модель данных является начальным прототипом будущей базы
данных. Она строится без привязки к конкретной СУБД. Более того, концептуальная модель
данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели
данных. Основным средством разработки концептуальной модели данных в настоящий
момент являются различные варианты ER-диаграмм (Entity-Relationship, диаграммы
сущность-связь).
На данном этапе выделяются сущности и их атрибуты, описывается структура базы
данных с помощью диаграммы сущность-связь.
III этап: логическая модель данных.
24
На этом этапе выбирается модель данных для будущей БД (иерархическая, сетевая
или реляционная) и СУБД. С учётом сделанного выбора описывается структура базы
данных.
Если выбрана реляционная модель, то выделяются отношения и их поля,
указываются связи между отношениями. На данном этапе нормализуют отношения и, если
необходимо, избавляются от связей вида многие-ко-многим.