Информационные базы и банки данных, их особенности

Содержание Введение

1. Информационные Базы и Банки данных, их особенности

2. Проектирование Баз данных Заключение Список литературы

Введение

Процессы обработки информации всегда являлись основой человеческой деятельности и объединение таких процессов с информационными ресурсами, со временем стали называть информационными системами (ИС). ИС — это комплекс, состоящий из информационной базы (хранилища информации) и процедур, позволяющих накапливать, хранить, корректировать, осуществлять поиск, обработку и выдачу информации. С появлением вычислительной техники ИС пережили качественный, революционный процесс развития превратившись в автоматизированные информационные системы (АИС), т. е. — информационные системы, физической и функциональной компонентами которых является программно-технический комплекс и средства связи.

Современные АИС представляют собой чрезвычайно сложные человеко-машинные комплексы, интегрированные (неразрывно связанные) в национальную и мировую информационные среды. Именно эта интеграция и создает эффективную научно-техническую базу информационного общества, так как изолированные АИС в настоящее время малоэффективны.

Эффективность АИС во многом определяется их качеством и доверием к ним пользователей. Качество изделий, процессов проектирования, производства и услуг является одной из узловых проблем, определяющей уровень жизни человека и состояние народного хозяйства, что полностью относится и к области информационных технологий.

Цель работы — изучить единые информационные базы автоматизированных систем.

1. Информационные Базы и Банки данных, их особенности

Ведущим направлением в организации внутримашинного информационного обеспечения является технология Баз и Банков данных. База данных — это специальным образом организованное хранилище информационных ресурсов в виде интегрированной совокупности файлов, обеспечивающее удобное взаимодействие между ними и быстрый доступ к данным. База данных представляет собой управляемую совокупность данных, являющихся исходной информацией для решения задач системы управления и принятия управляющих решений, может включать информацию для всех задач или групп задач.

Система управления базой данных представляет собой совокупность языковых и программных средств, обеспечивающих формирование и введение массивов данных. Обработка и выдача необходимой информации для коллектива пользователей или задач управления реализуется посредством программ управления информационной базой.

Банк данных — это автоматизированная система, представляющая совокупность информационных, программных, технических средств и персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных. Организационная структура Банка данных включает:

— Базу данных;

— систему управления базой данных;

— архив и система управления архивом;

— языковые средства (языки программирования, языки запросов и ответов, языки описания данных);

— методические средства (инструкции и рекомендации по созданию и функционированию Банков данных);

— технические средства, удовлетворяющие определенным требованиям;

— обслуживающий персонал, включая программистов, инженеров по техническому обслуживанию, администратора.

Обслуживающий персонал должен решать следующие задачи:

— контроль за работой Банка данных;

— обеспечение совместимости и взаимодействия всех составляющих Банка Данных;

— управление функционированием Банка данных;

— контроль за качеством информации;

— удовлетворение информационных потребностей пользователей.

Администратор с помощью специальных служебных программ управляет данными и персоналом, обслуживающим Банк данных; осуществляет защиту данных от разрушения, от несанкционированного и некомпетентного доступа, выполняет функции обеспечения надежной и эффективной работы Базы данных.

Пользователями Баз и Банков данных являются специалисты, ведущие различные участки работы: главный бухгалтер, бухгалтер, операционист, начальник кредитного отдела и т. д. Они отличаются по квалификации, профессионализму и уровню в системе управления. Удовлетворение их информационных потребностей является одной из главных задач Банка Данных.

Банк данных и База данных, расположенные на одном компьютере, называются локальными. Они рассчитаны на работу одного или нескольких пользователей при возможности согласования их деятельности администратором. Локальные системы Баз и Банков данных используются для организации более простого и дешевого способа обслуживания пользователей при работе с небольшими объемами информации и решении несложных задач. Они просты в эксплуатации и надежны за счет своей локальности и организационной независимости (рис. 1).

Рис. 1. Локальная и распределенная система Банков и Баз данных Банк данных и База данных, расположенные на нескольких, соединенных сетями компьютерах, называются распределенными. Они используются в крупных организациях и рассчитаны на работу большого количества удаленных пользователей со значительными объемами информации в условиях географической или структурной разобщенности. Распределенные системы Баз и Банков данных обеспечивают широкие возможности в управлении сложными многоуровневыми и многозвенными объектами и процессами, так как они более гибки, адаптивны и менее чувствительны к выходу из строя оборудования. Например, при организации сети филиалов предприятия распределенная обработка данных позволяет разместить Базу данных (или несколько Баз) в узлах компьютерной сети по месту расположения филиалов. Распределение данных в организации со сложной структурой осуществляется реализацией горизонтальных и вертикальных связей между узловыми компьютерами.

Использование Банков и Баз данных в информационных системах позволяет:

— моделировать функции управления;

— выполнять анализ информации для принятия управленческих решений;

— легко наращивать функции информационной системы;

— повысить качество хранимых данных за счет целостности, полноты и согласованности, за счет контроля достоверности вводимой информации и обеспечения санкционированного доступа;

— стандартизировать основные процедуры работы с данными (ввод, редактирование, поиск, формирование отчетов и т. д.);

— снизить трудозатраты на поддержку базы данных и уменьшить расход вычислительных ресурсов для хранения и эксплуатации базы данных.

Основными способами организации Баз данных является создание централизованных и распределенных Баз данных. Централизованная База данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к Базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях. Распределенная База данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных.

Основным критерием выбора способа организации является достижение минимальных трудовых и стоимостных затрат на проектирование структуры Базы данных, программного обеспечения системы ведения файлов, на перепроектирование Базы данных при возникновении новых задач. К организации Баз данных предъявляются следующие основные требования:

— логическая и физическая независимость данных;

— контролируемая избыточность данных;

— стандартизация данных за счет использования классификаторов;

— наличие словаря данных;

— специализация интерфейса для администратора и пользователя системы;

— контроль целостности данных;

— защита данных от несанкционированного доступа;

— наличие вспомогательных программных средств (утилит) проектирования и эксплуатации Баз данных.

По способу доступа к Базе данных они подразделяются на Базы данных с локальным доступом и Базы данных с удаленным (сетевым) доступом. Системы централизованных Баз данных с сетевым доступом предполагают архитектуры: файл-сервер и клиент-сервер.

Файл-сервер. Архитектура систем Баз данных с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная База данных. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной Базе данных.

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной Базы данных центральная машина (сервер Базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL.

2. Проектирование Баз данных

Одной из наиболее трудоемких и сложных задач при создании информационных систем является проектирование Базы данных, как основы подсистемы представления и обработки данных. Организация данных требует предварительного моделирования предметной области, т. е. построения инфологической модели данных, главным назначением которой является систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей.

Информационно-логическая (инфологическая) модель отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей. Основой для построения инфологической модели Базы данных является формализованное описание данных предметной области, которые рассматриваются как совокупность информационных объектов, содержащих наборы реквизитов и структурных связей этих объектов. Предметная область включает объекты (клиенты, счета клиентов, документы, операции и т. д.), их свойства и характеристики, взаимодействия и процессы над ними.

База данных рассматривается как совокупность моделей данных, описывающих логическую структуру и физическую организацию данных на машинных носителях, находящихся под управлением СУБД. Проектирование состоит в построении комплекса взаимосвязанных моделей данных. На рис. 2 условно отображены этапы процесса проектирования Базы данных.

Рис. 2 Этапы проектирования Базы данных Процесс проектирования Базы данных начинается с постановки задачи и выявления объектов, процессов или сущностей предметной области. Например, объектами могут быть предприятия, вкладчики, банки. Для каждого из объектов выбирается набор характеризующих его свойств (полей, реквизитов). Для предприятия — наименование, адрес, расчетный счет, название банка и пр., для вкладчика — фамилия, имя, отчество, адрес, паспортные данные, место работы и пр. Затем в процессе анализа определяется информационная потребность каждой задачи, которую составляют входные и результатные документы, и определяется периодичность решения задач.

Работа проектировщиков Базы данных в значительной степени зависит от качества инфологической модели. Инфологическая модель создается для того, чтобы на ее основе можно было построить модель данных, т. е. она должна учитывать особенности реализации выбранной СУБД. На основе инфологической модели строятся концептуальная, логическая и физическая модели. Отсюда вытекают основные этапы, на которые разбивается процесс проектирования базы данных информационной системы.

Концептуальное проектирование — сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:

— обследование предметной области, изучение ее информационной структуры;

— выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами, связями между ними и процессами;

— моделирование и интеграция всех представлений.

Результат данного этапа — концептуальная модель, инвариантная к структуре Базы данных, часто представляется в виде модели «сущность-связь».

Логическое проектирование — преобразование требований к данным в структуры данных. Результат — СУБД-ориентированная структура Базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют Базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.

Физическое проектирование — определение особенностей хранения данных, методов доступа и т. д.

Различие уровней представления данных на каждом этапе проектирования представлено в табл. 1.

Физическая база данных нужна разработчикам информационной системы для разработки кода, а проектировщикам — для проверки их идей. Проектировщики и разработчики могут работать как с одной и той же схемой, так и с разными схемами. В процессе разработки проекта, как правило, создается несколько версий схемы Базы данных, поэтому обязательно ведется журнал изменений. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования Базы данных.

база данные информация локальный Таблица 1

Различие уровней представления данных

Проектирование Базы данных имеет свои особенности на всех стадиях и этапах проектирования.

I этап. Подготовка Технического задания (постановка задачи). Включает сбор материалов в процессе обследования и оформление Технического задания. Выполняется следующий комплекс работ:

— определение экономической целесообразности и технической возможности создания Базы данных;

— выявление состава, содержания и характеристик хранимой информации на основе результатов обследования предметной области;

— определение оценок, количественных характеристик информационных объектов и структурных связей между ними на основе результатов анализа информационных потребностей приложений;

— построение инфологической (информационно-логической) модели предметной области, определяющей совокупность информационных объектов, их атрибутов и структурных связей, динамику их изменения и характеристику информационных потребностей пользователя;

— предварительная оценка вариантов разработки Базы данных;

— оценка возможности использования СУБД и выбор СУБД.

По результатам выполнения этапа создаются Технико-экономическое обоснование проектирования Базы данных (ТЭО) и Техническое задание (ТЗ).

II этап. Технический проект. Результаты разработок и проектных решений оформляются в виде технического проекта. На данном этапе выполняются следующие работы:

— составление и уточнение инфологической модели;

— логическое проектирование (составление концептуальной схемы);

— физическое проектирование;

— проектирование и представление данных для приложений;

— проектирование программного обеспечения, включая СУБД.

III этап. Рабочий проект. Детализуются решения технического проекта. Выполняется следующий комплекс работ:

— разработка программных средств и сервисных программ;

— настройка СУБД и приложений в соответствии с выбранными параметрами;

— разработка контрольного примера;

— разработка должностных технологических инструкций для пользователей.

IV этап. Внедрение проекта (эксплуатация и отладка). Выполнятся проверка проектных решений и их доводка, при необходимости дорабатывается технология работы с Базой данных, пользователями, выполняется перераспределение обязанностей, устанавливаются категории и иерархия доступа пользователя к данным.

Заключение

Массовая компьютеризация повлекла внедрение автоматизированных банков данных в деятельность крупных и средних предприятий. Практика показала, что это внедрение АБД дало существенные преимущества в работе предприятий, позволило автоматизировать ряд немаловажных процессов. Важная роль автоматизированным банкам данных уделяется и государственными органами. Фактически АБД проникли во многие сферы жизни.

Заглядывая в будущее, становится очевидно, что развитие информационных технологий будет продолжаться, это коснётся и автоматизированных банков данных. Это приведёт к необходимости подготовки большого количества IT-специалистов, способных такие системы разрабатывать, управлять ими и обучать пользователей.

Основу деятельности управления любого экономического объекта составляют информационные системы, состав которых зависит от вида деятельности и размера организации. Системы управления базами данных являются важнейшей программной компонентой информационных систем управления предприятиями. Именно СУБД определяет мощь и эффективность той или иной информационной системы.

1. Автоматизированные информационные технологии в экономике [Текст]: учеб. / М. И. Семенов [и др.]; под общ. ред. И. Т. Трубилина. — М.: Финансы и статистика, 2012. — 396 с.

2. Афанасьев, В. Н. Информационные технологии в управлении предприятием [Текст] / В. Н. Афанасьев, А. И. Постников. — 2-е изд., — М.: МИЭМ, 2014. — 412 с.

3. Вендров, А. М. Один из подходов к выбору средств проектирования баз данных и приложений [Текст] / А. М. Вендров //"СУБД" 2009, № 3. С. 12−13.

4. Гайдамакин, Н. А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс [Текст]: учеб. пособие / Н. А. Гайдамакин. — М.: Гелиос АРВ, 2013 — 430 с.

5. Грабауров, В. А. Информационные технологии для менеджеров [Текст] / В. А. Грабауров. — М.: Финансы и статистика, 2011. — 356 с.

6. Дудорин, В. И. Информатика в управлении производством: учеб. / В. И. Дудорин. — М.: Менеджер, 2011. — 490 с.

7. Иванова, Г. С. Объектно-ориентированное программирование [Текст]: учеб. для вузов / Г. С. Иванова, Т. Н. Ничушкина, К. Е. Пугачев. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. — 402 с.

8. Информационные технологии в управлении [Текст]: учеб. пособие / Ю. М. Черкасов и [др.]; под ред. Черкасова Ю. М. — М.: ИНФРА-М, 2011. — 235 с.

9. Карабутов, Н. Н. Информационные технологии в экономике [Текст]: учеб. пособие / Н. Н. Карабутов. - М.: Экономика, 2012. — 290 с.

10. Петров, Ю. А. Комплексная автоматизация управления предприятием: Информационные технологии — теория и практика [Текст]: учеб. пособие / Ю. А. Петров, Е. Л. Шлимович, Ю. В. Ирюпин. — М.: Финансы и статистика, 2011. — 245 с.

11. Проектирование экономических информационных систем [Текст]: учеб. / Г. Г. Смирнова, А. А. Сорокин, Ю. Ф. Тельнов; под ред. Ю. Ф. Тельнова. - М.: Финансы и статистика, 2012. — 465 с.

12. Устинова, Г. М. Информационные системы менеджмента: Основные аналитические технологии в поддержке принятия решений [Текст]: учеб. пособие / Г. М. Устинова. — СПб.: Издательство ДиаСофтЮП, 2010. — 398 с.

13. Якубайтис, Э. А. Информационные сети и системы [Текст]: учеб. / Э. А. Якубайтис. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 368 с.