Автоматизована система Комп’ютерної фірми

 Зауважимо  також, що вищенаведений поділ  на групи має в своїй основі  не тільки виразову потужність, а і складність алгоритмів  реалізації.

Оскільки однією з основних властивостей БД є орієнтація на широке коло застосувань, то природно передбачити засоби захисту від неавторизованого доступу (навмисного чи ненавмисного) користувачів до даних. З цією метою в БД встановлюється  система паролів та ідентифікацій користувачів, а також розподіл даних і користувачів на групи з різноманітними взаємними правами.

3. Класифікація АІС.

В науковій літературі існує досить значне розмаїття щодо класифікації АІС. Різні автори в  залежності від своїх задач та точок зору виділяють ті чи інші критерії і розподіляють пріоритети між ними. Зупинимось на одному з таких підходів, який на наш погляд, найбільш узгоджується з іншими темами цього курсу. Отже, АІС класифікуються:

1) за призначенням (фактографічні, документальні та змішані);

2) за мовами (замкнуті системи, системи з базовою мовою та змішані);

3) за локалізацією (локальні та розподілені);

4) за схемою додаткової обробки (постобробка та попередня обробка);

5) за структурами даних (ієрархічні, мережаного типу , реляційні).

 

Розглянемо по черзі і детальніше кожний з критеріїв.

1) за призначенням.

Документальні системи зорієнтовані на обробку та зберігання документа (порівняно великої за розміром послідовності символів), внутрішню структуру якого система (майже) повністю ігнорує, тобто він неподільний (атомарний) з точки зору системи. Споживачем результатів пошуку виступає, як правило, кінцевий користувач.

Фактографічні системи оперують фактами (даними) різних типів, що зв'язані в системі в більш чи менш складні структури. Дані, що є результатом пошуку, можуть стати складовою частиною звітів або використовуються різноманітними обчислювальними процесами.

Змішані системи включають в себе в тих чи інших пропорціях риси обох вищеназваних варіантів. Переважну більшість сучасних систем для ПЕОМ слід віднести до категорії змішаних.

Звичайно, наведені описові характеристики не дають  можливості чітко визначитись у  випадку класифікації кожної конкретної ІС, але дозволяють зробити перші  грубі припущення. Для більш точних класифікаційних оцінок необхідно враховувати додаткові властивості, що відносяться до пошукового процесу, а також до особливостей мов запитів, реалізованих в тій чи іншій системі. Оскільки подальші наші розгляди будуть стосуватися переважно фактографічних систем, тому зараз приділимо більше уваги саме документальним системам.

Дескрипторні або документальні АІС (ДАІС) історично були першими. Спочатку їх мовою була нічим не обмежена природна мова. Перші ДАІС були призначені для пошуку книг та документів у бібліотеках і великих сховищах, тому їх і почали називати документографічними.

Основним елементом  інформаційного простору ДАІС була анотація або реферат книги, документа, явища  чи об'єкта. Реферат повинен відображувати  ті  риси, які цікавлять користувача (як правило - людини). В ньому виділяються слова чи слоросполучення, які в сукупності майже однозначно (в ідеалі точно) відповідають повному опису об'єкта, крім того, таких слів повинно бути відносно небагато. Їх називають ключовими словами або дескрипторами.  Запит для ДАІС можна зформулювати у вигляді переліку дескрипторів, який на думку користувача характеризує потрібний реферат, а значить, і відповідний об'єкт.  Алгоритм формування відповіді послідовно порівнює запит з кожним рефератом і вибирає такі, що пройшли порівняння. В таких системах запит називають пошуковим розпорядженням, а реферат - пощуковим образом.

2) за мовами (замкнуті системи, системи з базовою мовою та змішані);

Системи з базовою мовою передбачають взаємодію користувача з СУБД з середовища якоїсь іншої мови програмування, де і виконуються більшість постпошукових перетворень даних. Такий підхід  зручний для розробки різного роду систем як надбудов над СУБД, бо дає можливість створювати високоефективні програми постпошукової обробки даних.

Замкнуті  системи  самостійно забезпечують користувача всіма необхідними засобами як для локалізації даних, так і для їх постпошукової чи передпошукової обробки. Недоліком таких систем є те, що в них відсутні (або малоефективні) засоби для розробки надбудов – проблемно-орієнтованих комплексів.

Змішані системи  передбачають наявність обох можливостей  двох попередніх підходів і є найбільш поширеними на сьогодні.

3) за локалізацією (локальні та розподілені);

   Локальність передбачає розташування всього програмного забезпечення і даних на одному ізольованому комп’ютері, а розподіленість означає розташування системи на мережі комп’ютерів з певною стратегією рознесення даних.

4) за схемою додаткової обробки (постобробка та попередня обробка);

Головним призначенням будь-якої системи баз даних є підтримка функцій локалізації даних, що зберігаються, але дуже важливою властивістю, що може значно підняти інтерфейсний рівень системи, є наявність постобробки даних після їх локалізації в базі даних, чи попередньої обробки.   

5) за структурами даних (ієрархічні, мережаного типу , реляційні).

Структури даних, що підтримуються в системі бази даних, - це важливий фактор, що впливає, як на виразову потужність,  так і на ефективність функціонування. Для систем з ієрархічною структурою базовою структурою даних є дерево; як правило, вони мають найвищу ефективність функціонування, але виразові можливості їх відносно низькі. Системи з структурами даних типу мережа мають значно кращі виразові можливості, але дещо програють у ефективності функціонування, точніше, від користувача вимагається значно вищий рівень кваліфікації для ефективної експлуатації таких систем. В останні десятиріччя найбільшого розповсюдження (особливо для персональних ЕОМ) зазнали СУБД реляційного типу, для яких характерно щонайпростіша структура даних (плоский файл), але одночасово суттєво підвищений рівень мов маніпулювання даними, що максимально употужнює виразові можливості та знижує ефективність функціонування, тому для таких систем потрібні потужні комп’ютери, і вони значно чутливіші (порівняно з попередниками) до росту об’ємів даних.

1. Інформаційні системи та засоби їх створення

 

Усяка прикладна програма є відображенням  якоїсь частини реального світу  і тому містить його формалізований опис у виді даних. Великі масиви даних  розміщають, як правило, окремо від коду програми, що виконується, і організують у виді бази даних. Починаючи з 60-х років для роботи з даними стали використовувати особливі програмні комплекси, названі системами керування базами даних (СУБД). Системи керування базами даних відповідають за

• фізичне розміщення даних і  їхніх описів;

• пошук даних;

• підтримка баз даних в актуальному  стані;

• захист даних від некоректних  відновлень і несанкціонованого  доступу;

• обслуговування одночасних запитів  до даних від декількох користувачів (прикладних програм).

З розвитком комп'ютерної техніки  зросла складність інформаційних систем і обсяги баз даних. У даний  час розробка таких систем - це задача для колективів розроблювачів, що вимагає  спеціальних методик і інструментів. Розробку інформаційних систем прийнято розбивати на наступні етапи:

• етап аналізу предметної області (зовнішній рівень проектування );

• етап проектування ( інфологічний рівень проектування );

• даталогічний етап;

• етап тестування і супроводу.

Розроблювач повинний враховувати процеси, що відбуваються в реальному житті. Тому методика організації вихідних матеріалів проекту повинна дозволяти як можна більш швидке внесення змін у готовий проект. Чималу роль тут грає і виразна документованість проекту.

Проектування бази даних повинне починатися з аналізу предметної області, у результаті якого створюється її опис. Цей опис може виконуватися за допомогою звичайної мови, таблиць, графіків і т.п.

 

2. Зовнішній рівень проектування.

 

На зовнішньому рівні проектування перш за все потрібно вивчити функціонування об’єкта управління і визначитись, які саме дані доцільно зберігати в базі. Результатом такого проектування є перелік задач, що мають розв’язуватись системою, та перелік атрибутів, що мають зберігатись в БД для успішної автоматизації поставлених задач.

Проектування на цьому рівні  не виключає елементів надлишковості, неузгодженості і дублювання.

Існує два підходи для проектування на цьому рівні:

- від запиту;

- від предметної області .

При проектуванні від запиту вивчають всі потреби користувачів та створюють відповідну систему. Таке проектування здійснюється швидко і не потребує значних затрат. Але при зміні потреб користувачів доводиться змінювати систему.

При проектуванні від предметної області  вивчають всю предметну область та створюють загальну систему. Таке проектування здійснюється довше і вимагає значних затрат, але створена система стійка до вимог користувачів.

На практиці комбінують ці два підходи, тобто вивчають потреби користувачів та розробляють ширшу систему  для врахування змін потреб, що можуть відбутись найближчим часом.

 

3. Інфологічний рівень проектування.

 

На рівні інфологічного проектування будується інформаційна логічна  модель предметної області (модель даних). Тут відбувається структуризація даних, в якій усуваються елементи надлишковості, неузгодженості і дублювання та відображення інформаційної особливості об’єкта управління без врахування обмежень конкретної СУБД. Для проектування БД необхідний деякий загальний підхід, який з самого початку гарантує нам надійність зберігання даних і простоту маніпуляції ними. Такий підхід назвемо моделлю даних.

Структура БД визначається покладеної в її основу моделлю даних. Існують  різні моделі баз даних, наприклад  графова модель, мережева модель і  інші. Найбільш розповсюдженої в даний час є реляційна модель даних.

При реляційному підході дані представляються  у вигляді двовимірних таблиць - найбільш природному для людини. Розглянемо основні поняття реляційних баз  даних.

Тип даних - це поняття має такий  же зміст, як і в мовах програмування. Всі існуючі сучасні бази даних підтримують спеціальні типи даних, призначені для збереження даних цілого типу, дробового з крапкою, що плаває, символів і рядків, календарних дат.

Домен - це потенційна безліч значень  простого типу даних, вона має подібність з підтипом даних у деяких мовах програмування. Домен визначається двома елементами - типом даних і логічним вираженням, що застосовується до даних. Якщо результат цього вираження дорівнює значенню „істина”, то екземпляр даних належить домену.

Відношення - це двовимірна таблиця  особливого виду, що складається з  заголовка і тіла.

Заголовок - це фіксована безліч атрибутів, кожний з яких визначений на якомусь  домені, причому між атрибутами і  визначальними доменами існує взаємно  однозначна відповідність.

Приведені вище поняття є теоретичними і використовуються при розробці мовних засобів і програмних систем реляційних СУБД. У повсякденній роботі замість них використовуються їхні неформальні еквіваленти:

відношення - таблиця;

атрибут - стовпчик або поле;

кортеж - запис або рядок.

Таким чином, ступінь відношення - це число колонок у таблиці, а  кардинальне число - кількість рядків.

Для даного відношення завжди існує  набір атрибутів, що однозначно ідентифікують  кортеж. Такий набір атрибутів  називається ключем.

Ключ повинний задовольняти наступним  вимогам:

•    повинний бути унікальним;

• повинний бути мінімальним, тобто  видалення будь-якого атрибута з  ключа веде до порушення унікальності.

На практиці як первинний ключ часто  застосовують спеціальний числовий атрибут - автоінкрементне поле, значення якого може генеруватися тригером або спеціальними засобами, визначеними в механізмі СУБД.

Засновник реляційного підходу  Дейт установив, що реляційна модель складається з трьох частин:

• структурної;

• маніпуляційної;

• цілісної.

У структурній частині моделі фіксуються відношення, як єдина структура даних, використовувана в реляційної моделі

У маніпуляційній частині фіксуються два базових механізми маніпулювання  реляційними базами - реляційна алгебра  і реляційне числення.

Під цілісною частиною розуміють якийсь механізм забезпечення цілісності даних. Цілісна частина укладає в  собі дві основних вимоги цілісності реляційних баз даних - цілісність сутностей  і цілісність по посиланнях.

Вимога цілісності сутностей полягає в тому, що будь-який кортеж будь-якого відношення повинний бути відмінним від будь-якого іншого кортежу цього відношення, тобто іншими словами, будь-яке відношення повинне мати первинний ключ. Ця вимога повинна виконуватися, якщо виконуються базові властивості відносин.

Вимога цілісності по посиланнях полягає  в тому, що для кожного значення зовнішнього ключа, що з'являється  у відношенні, що посилається, у відношенні, на якому веде посилання, повинний найтися  кортеж з таким же значенням первинного ключа, або значення зовнішнього ключа повинне бути невизначеним (тобто ні на що не вказувати).