80516

Організація машинної інформаційної бази

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Основи організації автоматизованого банку даних. Поняття машинної інформаційної бази Машинна інформаційна база представляє собою частину інформаційної бази сформованої у вигляді інформаційних файлів які зберігаються в електронній пам\'яті та на спеціальних зовнішніх носіях Машинна інформаційна база може бути організована у вигляді окремих незалежних між собою локальних файлів чи у вигляді бази даних якою керує система управління базами даних. До програмних засобів належать: СУБД програмні засоби ведення обробки контролю даних які...

Украинкский

2015-02-17

23.13 KB

8 чел.

Лекція 4. Організація машинної інформаційної бази

План

1. Поняття машинної інформаційної бази.

2. Основи організації автоматизованого банку даних.

  1.  Поняття машинної інформаційної бази

Машинна інформаційна база - представляє собою частину інформаційної бази, сформованої у вигляді інформаційних файлів, які зберігаються в електронній пам'яті та на спеціальних зовнішніх носіях

Машинна інформаційна база може бути організована у вигляді окремих незалежних між собою локальних файлів чи у вигляді бази даних, якою керує система управління базами даних.

Серед засобів організації та ведення машинної ІБ є програмні засоби організації, ведення і доступу до ІБ, технологічні інструкції з ведення ІБ. До програмних засобів належать: СУБД, програмні засоби ведення, обробки, контролю даних, які використовуються у великих ІБ на етапі попередньої обробки; сервісні засоби, що включають програми копіювання, архівування, відновлення даних, антивірусні, мережні утиліти, тощо.

Програмне забезпечення для створення машинної ІБ поділяється на:

  1.   текстові редактори та текстові процесори (дозволяють ефективно опрацьовувати як електронні, так і паперові документи);
  2.   графічні редактори;
  3.   системи управління базами даних;
  4.   електронні таблиці;
  5.   системи автоматизованого проектування (CAD-системи);
  6.   настільні видавничі системи;
  7.   редактори HTML (Web-редактори);
  8.   броузери;
  9.   системи автоматизованого перекладу;
  10.   інтегровані системи діловодства;
  11.   бухгалтерські системи;
  12.   фінансові аналітичні системи;
  13.   експертні системи;
  14.   геоінформаційні системи;
  15.   системи відеомонтажу;
  16.   інструментальні мови та системи програмування.

Автоматизовані інформаційні системи і нові технології дають можливість оптимізувати і раціоналізувати управлінські функції, відкривають нові шляхи побудови збалансованого суспільства, вдосконалюючи всі сфери його життя і діяльності. Впровадження автоматизованих інформаційних систем дозволило у десятки і сотні разів збільшити швидкість і якість обробки економічної та управлінської інформації при мінімальних затратах людських ресурсів.

Концепція розподільної обробки економічної інформації, що реалізована на базі сучасних ПК та локальних комп'ютерних мереж, передбачає формування автоматизованих робочих місць, що забезпечує діалогову інформаційну взаємодію користувачів і оперативний доступ до централізованих баз даних.

Різноманітність сфер і форм застосування сучасних інформаційних технологій породжує різноманітність способів їх класифікації.

Комплексна автоматизація інформаційних потоків підприємства, організації, відомства, галузі, вимагає створення єдиного інформаційного простору.

2. Основи організації автоматизованого банку даних

Ще в часи широкого використання великих ЕОМ для кращої організації і функціонування машинної інформаційної бази обґрунтована і реалізована, у межах можливостей тієї техніки, ідея створення автоматизованого банку даних (БнД).

Банк даних — це людино-машинна система з відповідно організованими даними та технічними, програмними, мовними і організаційно-методичними засобами для забезпечення централізованого накопичення і колективного використання даних. БнД здійснює формування, коригування і зберігання всіх даних, необхідних для управління об’єктами, забезпечує багаторазовий і швидкий доступ до даних в процесі рішення задач.

В основу розробки БнД покладені такі принципи:

 єдність структурно-інформаційної організації масивів у БнД;

 одноразове введення первинної інформації з наступним комплексним її використанням;

 централізація накопичення, зберігання і обробки даних;

 робота з даними в різних режимах;

 оперативність доступу до даних.

Банки даних за доступністю можуть поділятися на такі класи: загальнодоступні і з обмеженим колом користувачів; за ознаками використовуваних у них БД — на такі класи:

 локальні, загальні і розподілені;

 неструктуровані, частково структуровані і структуровані;

 документальні, фактографічні і лексикографічні;

 ієрархічні, мережні, реляційні і т. ін.

У структурному розумінні БнД складається з таких основних компонентів як база (бази) даних і система управління базами даних (СУБД) . Як людино-машинна система БнД включає у свою структуру також адміністратора системи, що відповідає за її функціонування (людина чи колектив людей), інтерфейс користувача (засоби зв’язку з користувачем).

Ядром БнД є база даних, що складається з масивів даних і описує предметну область. У ній нагромаджуються, поновлюються і зберігаються дані.

Як уже зазначалося, за видом даних БД поділяються на структуровані, частково структуровані і неструктуровані, а структуровані — на ієрархічні, сіткові (мережні), реляційні  та інші (змішані, мультимодельні). Ця сама класифікація відповідно стосується й до СУБД.

В ієрархічній моделі БД дані організовані в суворій підпорядкованості у вигляді дерева типів елементів даних чи типів сегментів. Для пошуку даних вказуються всі пошукові елементи за принципом згори вниз і зліва направо. При збільшенні ієрархічних рівнів виникають труднощі при пошуку, коригуванні, додаванні і вилученні записів.

 У сітковій моделі БД дані організовуються записами, пов’язаними відповідним ланцюжком у вигляді вузлів і зв’язків. Породжений вузол у структурі даних пов’язаний більш ніж з одним початковим вузлом, а тому така модель складна для сприйняття і недостатньо забезпечує незалежність даних (хоч вузли та їх елементи легко додаються і вилучаються).

 У реляційній моделі БД зв’язки і дані мають вигляд системи відношень. Ієрархічна структура відображається у вигляді двовимірної таблиці. Тепер такі БД найрозповсюдженіші (DEBASE, CLIPPER, FOXPRO і т. ін.)

Для спілкування користувачів з БнД призначені мовні засоби, які описують різні компоненти БнД. Мовні засоби включають мови опису даних, мови спілкування з БД та інші мовні засоби.

Взаємодію всіх частин інформаційної системи в процесі її функціонування забезпечують програмні засоби, які разом з мовними засобами і створюють СУБД. У сучасних умовах широкого розповсюдження локальних обчислювальних мереж потрібні потужні СУБД, які могли б забезпечити зручний і гнучкий інтерфейс управління вікнами, можливість ведення (ввід, дозапис, вилучення, друк) і підтримки розподілених БД та програм (на сервері і робочих станціях), переміщення додатків і швидкодію їх використання, використання різних мов програмування, єдність стандартних запитів (SQL), працездатність на робочих станціях з мінімальною пам’яттю і обладнанням.

Технічною основою БнД є процесори, пристрої введення/виведення даних, зовнішні запам’ятовуючі пристрої, система зв’язку.

Нормативно-технологічні та інструктивно-методичні матеріали з організації й використання БнД є організаційно-методичними засобами БнД.

Відомості про предметну область та її інформацію, зміст і структуру БД, зв’язок між елементами БД і програмами забезпечує словник даних.

Адміністратор (людина або колектив людей) забезпечує керівництво надійною роботою банку, зберіганням і, у разі потреби, копіюванням інформації, організує роботу співробітників і користувачів банку.

Оскільки останнім часом у багатьох системах створюються також бази знань (БЗ), то окремі автори вважають доцільним замість терміну «банк даних» використовувати термін «інформаційний банк», включаючи в структуру такого банку окрім БД і БЗ.

Процес створення БнД проходить відповідні етапи, на кожному з яких він набирає форми певної моделі.

На інфологічному (інформаційно-логічному) рівні вказується, що повинна мати і обробляти проектована система, не торкаючись конкретних питань її реалізації. Інфологічна модель (ІЛМ) — це опис предметної області, виконаний без орієнтації на використовувані подальші програмні та технічні засоби. Мета інфологічного моделювання — створити в міру точне і повне відображення реального об’єкта інформації для подальшого використання при побудові БнД.

ІЛМ повинна адекватно відображати предметну область мовою, зрозумілою як спеціалісту предметної області, так і адміністратору БнД, забезпечити однозначне трактування моделі і бути динамічною. Вибір мовних засобів при цьому — нелегке завдання, оскільки вони мусять бути досить потужними і гнучкими для опису різних предметних областей і одночасно простими у використанні.

 У процесі створення ІЛМ виконується інформаційний аналіз (з використанням різних методів), виділення і опис об’єктів, опис зв’язків між об’єктами, опис процесів та даються інші відомості (довжина реквізитів і т. ін.).

 ІЛМ, які дають уявлення адміністратору БнД і користувачам про предметну область, називають ще концептуальними моделями.

 Датологічна (внутрішня) модель БД є подальшою орієнтацією логічної моделі предметної області на конкретну СУБД. Тому при створенні датологічної моделі потрібно добре знати особливості конкретної СУБД, обмеження і фактори, що впливають на вибір логічних структур даних.

 При ручному проектуванні побудову датологічної моделі починають з графічного подання структури БД , оскільки воно наочніше. У разі автоматизованого проектування — навпаки, спочатку одержують аналітичне подання структури, а потім за ним відтворюється графічне уявлення.

 При проектуванні датологічної моделі виділяється мінімальна логічна одиниця (елемент даних, поле і т. ін.), здійснюється групування елементів у структури вищих рівнів і визначаються зв’язки між ними з урахуванням обмежень СУБД, ресурсів і потреб користувачів, установлюються зв’язки не лише між відповідними сутностями предметної області, а й зв’язки, що виникають у процесі обробки інформації у БД. Великий вплив при цьому на датологічну модель можуть мати можливості фізичної організації даних.

 Суть фізичної моделі БД полягає у відображенні датологічної моделі в середовищі зберігання з урахуванням можливостей СУБД і фізичної організації даних. При цьому вибираються методи доступу, розміри елементів запису і т. ін. Параметрами оцінки фізичної моделі є обсяг необхідної пам’яті для БД, обсяг оперативної пам’яті, час для виконання запитів. Інтегрований показник — вартість обробки даних.

 У сучасних ЕОМ вирізняють кілька методів обробки даних і їх організації у файли, які у своїй сукупності утворюють методи доступу до даних. Основними методами доступу до даних є послідовний, індексно-послідовний і прямий.

 Суть послідовного методу доступу полягає в тому, що записи розміщуються послідовно і n –й запис можна прочитати лише після того, як будуть прочитані записи, що йдуть перед ним. Послідовну організацію даних можуть мати файли на будь-яких машинних носіях. При цьому забезпечується економія пам’яті, але сповільнюється обмін інформацією. Послідовний метод доступу до даних ефективний при обробці значної частини інформаційного масиву.

 Прямий метод доступу дозволяє безпосередньо звертатися до потрібного запису і тому є найшвидшим. Метод жодних обмежень на структуру файла не накладає, проте програміст мусить своїми засобами описувати конкретну адресу кожного запису. Це пов’язано не лише із труднощами програмування, а й зі значними витратами машинних ресурсів на адресацію записів. Метод переважно застосовується у системах реального часу. Може використовуватися на магнітних барабанах та різних типах дисків, які тому й називаються носіями прямого доступу.

 Індексно-послідовний метод передбачає виокремлення на машинному носієві двох зон: зони індексів і робочої зони. У зоні індексів розміщуються упорядковані ключі записів (наприклад, табельні номери працюючих), а в робочій зоні в порядку розміщення ключів — власне записи (наприклад, дані про відпрацьований час і заробіток кожного працюючого). Це дозволяє ЕОМ у невеликій зоні індексів швидко знайти потрібний індекс (код), а за ним у робочій зоні уже й відповідний йому запис. Метод доступу дещо повільніший від прямого, але значно швидший від послідовного, хоч самі записи також розміщуються послідовно. Зчитування можливе в будь-якому порядку, забезпечується швидке коригування записів. Метод використовується лише на носіях прямого доступу.

 Як різновид послідовної і індексно-послідовної організації даних на практиці використовується також бібліотечна організація даних і метод доступу до них. У цьому разі набір даних складається з пойменованих розділів (файлів), усередині яких дані розміщені послідовно, і окремої ділянки носія зі змістом. У змісті набору даних містяться імена всіх розділів набору даних та їх адреси. У результаті доступ до будь-якого розділу бібліотеки здійснюється безпосередньо за його ім’ям. Така організація даних використовується для зберігання програм і таблиць, кожна з яких має своє ім’я.

 Записи в файлах можуть мати формат фіксованої, змінної чи невизначеної довжини (на перфокарткових пристроях — тільки фіксованої довжини). На магнітних стрічках і різних видах дисків записи можуть бути зблоковані і незблоковані. Зблоковані записи суттєво підвищують швидкість зчитування/запису даних і економлять зовнішню пам’ять за рахунок зменшення проміжків.

 Важливе значення для підвищення ефективності машинної обробки економічної інформації має структуризація інформаційних масивів на масиви з постійною і змінною інформацією, а також на більш конкретні їх різновиди. Як уже зазначалося, виділення масивів з постійною інформацією дозволяє вилучати з первинних документів ряд реквізитів, автоматизувати виконання ряду операцій, які раніше виконувались вручну, спрощувати документообіг.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7935. Розвиток Української культури на початку ХХ століття 23.73 KB
  Тема уроку. Розвиток Української культури на початку ХХ століття. Мета уроку: Розглянути розвиток Української культури на початку ХХ століття. Розвивати вміння аналізувати історичні факти. Виховувати почуття патріотизму та любові до вітчизняної істо...
7936. Воєнні дії на території України в 1915-1917 роках 47 KB
  Воєнні дії на території України в 1915-1917 роках Мета: зясувати основні воєнні події в 1915-1917 роках та наслідки І світової війни, розвивати навички аналізу історичних фактів, вміння виділяти головне, сприяти формуванню національної свідом...
7937. Вступ до курсу Історія вітчизняної культури 74 KB
  Тема уроку: Вступ до курсу Історія вітчизняної культури. Мета уроку: ознайомити учнів і основами курсу історії Української культури ознайомити з теоретичними засадами культурології як науки розвивати в ліцеїстів вміння розрізняти аспекти культур...
7938. Особливості розвитку культури в 30-х роках 69 KB
  Найхарактернішою рисою, притаманною культурі України тих років, була її заідеологізованість. Культурні зрушення, що відбувалися в Радянському Союзі протягом довоєнних п'ятирічок, у т. ч. оволодіння грамотою мільйонами, формування нової генерації інтелігенції, розвиток науки, літератури, мистецтва..
7939. Доба українського національного відродження. (ХІХ – початок ХХ століття) 86.96 KB
  Доба українського національного відродження. (ХІХ - початок ХХ століття). Один з представників нової української історіографіїІ. Лисяк-Рудницький вважає, що процес українського національно-культурного відродження тривав130...
7940. Особливості культурного життя доби відновлення української державності (1917-1920 рр.) 69.11 KB
  Особливості культурного життя доби відновлення української державності (1917-1920рр.). В цей період поступ української культури відбувався в період гострого військово-політичного протистояння, національно-визвольних змагань, громадян...
7941. Особливості розвитку культури Галицько-Волинської держави 26.1 KB
  ТЕМА: Особливості розвитку культури МЕТА: створити умови для: розуміння учнями всіх особливостей розвитку культури Галицько - Волинського князівства розвитку аналітичного та логічного мислення учнів на основі опрацювання істо...
7942. Освіта у XVIII - XIX ст. та роль Києво-Могилянської академії в культурному та історичному житті 110.03 KB
  Освіта у XVIII - XIX ст.та роль Києво-Могилянської академії в культурному та історичному житті Нижча освіта в Україні у кін.17 -поч. 18ст. була дуже поширеною, бо майже кожне село мало свою школу. Існува...
7943. Витоки Української культури 119 KB
  Тема Витоки Української культури. Мета: Розглянути первісну культуру народів, що заселяли території сучасної України розвивати в ліцеїстів вміння розрізняти аспекти культурології як наукового знання виховувати патріотизм та гордість за приналежніс...