Общая характеристика автоматизированных информационных систем

 Сетевая модель -  наборы данных (объекты), которые имеют связи между любыми объектами любого уровня.

 Реляционная модель  наборы данных (объекты) и связи  между ними, представленные в  виде таблиц (двухмерных массивов).

 Но рассматривается  и общая для БД логическая структура. БД включает одну или несколько подбаз (файлов, таблиц, массивов). Каждая подбаза состоит из агрегатов данных (записей, документов). Запись состоит из полей. Поля могут быть элементарными (имеют фиксированную и ограниченную длину), составными (агрегаты элементарных), текстовыми (имеют переменную длину и сложную внутреннюю структуру), бинарными (данные, рассматриваемые как поля).

 Файл БД -  именованная совокупность записей, связанных по каким-либо признакам.

 Поле - именованный наименьший элемент записи БД.

 Запись - совокупность полей, описывающих один объект.

Так, в реляционной (табличной) БД, представленной в виде совокупности таблиц, информация структурируется следующим образом (см. рис. 2.3).

К физической структуре БД относят файлы первичных (исходных) данных, файлы вторичной (справочной) информации, тезаурусы и словари данных, индексы.

 Файлы исходных данных  содержат объекты, подлежащие обработке.

 Файлы вторичной информации  содержат описания объектов или  их элементов.

 Индекс -  указатель (файл), связывающий адрес объекта с его содержанием. Включает список и частотный словарь.

 В настоящее время  для создания баз данных (БД) АИС  используют различные СУБД -  системы  управления базами данных. Современные  СУБД -  это многопользовательские системы, которые специализируются на управлении массивами информации одним или множеством одновременно работающих пользователей.

 Среди наиболее известных  СУБД можно отметить: иерархические  – IMS (Information Management System) фирмы IBМ, «ОКА» и «ИНЭС» отечественные, реляционные -  МS Ассеss, Lotus Approach, Borland dBase, Borland Paradox, МS Visual FохРго, МS SQL Sегvег, Огасlе.

 

 Современные реляционные  СУБД обеспечивают набор средств  для поддержки таблиц и отношений  между связанными таблицами, развитый пользовательский интерфейс и средства программирования высокого уровня.

 СУБД различаются по  своим возможностям и требованиям  к вычислительной технике. Различают  два основных класса СУБД:

 • персональные -  ориентированы  на работу одного пользователя на ПК (dBase, FохРго, МS Ассеss и др.);

 • многопользовательские -  ориентированы на параллельную  работу многих пользователей  на больших компьютерах (МS Sегvег).

 Персональная СУБД  имеет удобный интерфейс и  применяется как единая программа.

 Информация БД размещается в файлах (в реляционных БД -  в табличных файлах).

 Часто СУБД приспособлены  для работы в сетевой среде, что дает возможность разместить  файлы базы данных на файловом  сервере и иметь доступ к  этой информации всем пользователям, компьютеры которых включены в локальную сеть. Но при этом могут возникнуть большие трудности при одновременной работе нескольких пользователей с одними и теми же данными.

Многопользовательские СУБД состоят из ядра (сервера) и большого числа программ-агентов, которые обслуживают запросы конечных пользователей, и прикладных программ. Ядро и данные находятся на одном компьютере. Одна копия СУБД управляет одной копией данных. Одновременный доступ к данным многих пользователей и устранение конфликтов организует единая управляющая система.

 Банк данных (БнД) -  система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных. Можно сказать, что БнД включает БД, СУБД, наборы входных и выходных форм, организационные методы и технические средства.

 База знаний -  именованная совокупность организованных данных и знаний в определенной предметной области и логические правила манипулирования ими для получения необходимых, в том числе новых, знаний. БЗ является, как правило, информационной основой экспертных систем, создание которых -  очень трудоемкая работа.

 Знания в БЗ должны  быть представлены в такой  форме, чтобы они могли быть  легко обработаны в ЭВМ. Алгоритм обработки знаний заранее неизвестен и строится по ходу решения задачи на основании эвристических правил. Эвристики (правила), по которым решаются задачи, хранятся также в БЗ.

 Для формирования БЗ  используют три способа приобретения знаний:

 • диалог эксперта  с инженером по знаниям;

 • автоматическая  генерация знаний;

 • построение индивидуальной  модели исследования предметной  области конкретным экспертом.

 Кроме того, необходимы  знания в области математической  логики и методов представления знаний, знания возможностей ЭВМ, языков и систем программирования. Для разработки БЗ нужны специалисты, обладающие этими знаниями и исполняющие роль посредников между экспертами в предметной области и системами.

 Интеграция данных  в базах подразумевает совместное использование данных для решения различных задач. Однако это требует централизованного управления, которое называется  администрированием данных. Коллектив специалистов, обслуживающий большие БД, включает администратора, аналитиков, системных и прикладных программистов.

 Администратор -  специалист, имеющий представление об информационных потребностях конечных пользователей и отвечающий за определение, загрузку, защиту и эффективность БД.

2.1.3 Файлы операционной системы

 Файлы операционной системы (ОС) содержат совокупность системных данных, которая называется файловой системой. Файловая система определенным образом организована и включает в себя таблицу содержания, таблицу размещения файлов, таблицу определения файлов и т. п., а также область данных. ОС поддерживают обычные файлы, каталоги, специальные байт-ориентированные и блок-ориентированные файлы.

 Файл -  это именованная совокупность данных, записанных на носителе в виде массива байтов (блоков определенной длины). По типу записей выделяют файлы с записями постоянной, переменной (неопределенной) длины и образующие байтовый или битовый поток. По способу выборки информации выделяют файлы последовательного, прямого доступа и доступа по индексу.

 Каталог содержит имена  файлов и обеспечивает связь между ними и самими файлами. Весь набор каталогов образует на диске иерархическое дерево каталогов. На верхнем уровне находится корневой каталог. Такая организация позволяет эффективно хранить файлы на диске.

 Файлы операционной системы -  управляющие программы, предназначенные для функционирования ЭВМ и организации требуемых режимов обработки данных.

 К файлам ОС относятся  программы управления задачами, данными, управления восстановлением  конфигурации системы.

 Управляющие программы обеспечивают автоматическую смену заданий, обеспечивая этим непрерывную работу ЭВМ без вмешательства человека.

 Программы управления  задачами считывают и приоритетно  обрабатывают входные потоки  задачи, управляют параллельным  выполнением заданий.

Программы управления данными предназначены для организации, идентификации, каталогизации, хранения и выборки обрабатываемых данных. Эти программы обеспечивают ввод-вывод данных разной структуры. Они планируют организацию размещения данных на внешних носителях и обеспечивают доступ к ним, распределяют оперативную память под программы, реализуют обмен данными между оперативной и внешней памятью, управляют внешними устройствами ввода-вывода.

 Программы управления  восстановлением конфигурации системы  регистрируют сбои в процессоре и внешних устройствах, ведут журнал учета сбоев, выявляют возможность завершения задачи после сбоя или переводят систему в состояние ожидания.

 Программы конфигурации  системы определяют характеристики  конкретной реализации системы: тип и характеристики компьютера, имя, версию и редакцию ОС, местное (национальное) представление данных и т.п.

 В настоящее время  распространенными ОС являются UNIX для различных ЭВМ и UNIX-подобная  система МS DOS для персональных  компьютеров фирмы IВМ и IВМ РС-подобных. В нашей стране широко используется ОС Windows разных версий.

2.1.4 Форматная база

 Форматная база включает  типы, форматы и структуры данных, записей, документов.

 Тип данных определяется  типом значений, которые могут  принимать данные (константы, переменные, выражения) и множеством допустимых операций над ними.

 В языках программирования, системах управления базами данных, информационно-поисковых системах  используют следующие основные  типы данных: целый (integer), действительный (геаl), двоичный (binary), логический (boolean), символьный (сhаг), длинный текстовый (memo), дата (date), время (time) и другие.

 Структуры:

 данных -  элементарные  данные, массивы;

 записей - агрегаты данных (именованные группы переменных  разного типа);

 документов -  файл (совокупность данных об объектах, при этом данные могут быть структурированы в элементарные или агрегатные (групповые) поля).

 Основные структуры  данных: массивы, записи, текстовые  поля, множественные поля записи, групповые поля записи, повторяющиеся поля записи.

 Формат - вид записи данных, организованных в файлы. Тип и назначение файла определяют его формат. В операционных системах (ОС), как правило, имеется два типа файлов: символьные и двоичные. В символьном виде обычно представлены исходные данные и программы, а в двоичном -  программы, записанные в машинных кодах. Тип файла обозначается в расширении его имени.   Например, исполняемые программы имеют расширение -  ехе и соm, командный файл - bat, системный файл - sys,  текстовый файл в формате ОС МS DOS – txt, а ОС Windows – doc и т. д. Текстовые файлы программ, написанных на определенном языке программирования имеют и определенное расширение. Например, для программ на языке Аssembler – asm, на Basic – bas, на языке Раsсаl - pas, на С - с.

 В настоящее время в различных системах имеется большое разнообразие форматов файлов. Они могут иметь следующие расширения:

 • графические файлы (бинарные) – bmp, pcx, tif, gif, jpg;

 • табличные файлы (форматированы по столбцам и  строкам, содержат информацию разного типа) – wks, xls, а также файлы реляционных баз данных dbf;

 • звуковые файлы  – wav, mid, mp3, mod;

 • видеофайлы  - avi, mov, mpg;

 • мультимедиафайлы (содержат  информацию разного вида —  аудио, видсо) mpeg в другие.

 Для обмена информацией между системами существуют коммуникативные (обменные) форматы: МЕКОФ, карточный -  для обмена библиографической информацией; МАRС - для обмена библиотечно-справочной информацией, полнотекстовой документальной информацией -  НТМL, SGМL, RТF, ОDА и другие.

При использовании этих форматов следует учитывать необходимость правильного распознавания и «привязывания» данных, переносимых из одной системы в другую, а также обнаружения ошибок считывания и пропуска данных.

С этой целью применяют специальные методы записи данных: постоянной и переменной длины. При использовании метода записи постоянной длины строго соблюдают на носителе постоянство предусмотренной длины записи, используют разделители, метки, идентификаторы, могут в первом байте каждой записи указывать ее длину и т. д. для записей переменной длины ограничителем является распознаваемая устройством физическая метка.

Унифицированные документы, используемые в АСУ, представляют собой набор форм организационно-распорядительной информации в соответствии со стандартом и форм для внутрисистемного пользования.

2.1.5 Лексическая база

 Лексическая база включает  классификаторы, кодификаторы, словари  и тезаурусы и др. лексико-лингвистические  таблицы. Они используются для  ввода, обработки и вывода информации  в АИС.

 Классификатор -  систематизированный свод (документ, словарь), отображающий закон разбиения множества объектов на классы, группы и т. д.

 Кодификатор -  словарь, в котором присвоены коды (символы) обозначаемым понятиям, объектам, сущностям и т. д.

 Тезаурус -  толковый словарь дескрипторов (слов или словосочетаний), значение которых объясняется через связи с другими лексическими единицами (дескрипторами).

 Во-первых, следует понять, для чего создаются классификаторы, а во-вторых, рассмотреть их структуру и содержание. Очевидно, что огромный объем информации создается в сфере хозяйствования, т. е. производства. Поэтому очень важно представлять себе, что такое экономическая информация и как рационально ее организовать для использования в различных целях.

Экономическая информация -  частный случай информации. Это -  совокупность сведений, отражающих условия, состояния и результаты общественного производства.

 Для управления экономикой  используется планирование, учет, контроль, регулирование, диспетчеризация и т. д. При этом техническая, технологическая, социальная и любая другая информация становится экономической, так как применяется в экономике. Совокупность таких данных, используемых с указанной целью, образует систему экономической информации.

 Экономическая информация  обычно носит дискретный характер  и представляется буквами, цифрами, символами. Она может выражаться  графиками, диаграммами и другими  способами.    Например, применительно  к среднему предприятию можно  рассматривать постоянную и непостоянную (не всегда участвующую в процессах или производную) информацию.