Что называют информационной системой
Информационная система
Термин информационная система (ИС) используется как в широком, так и в узком смысле.
Российский ГОСТ РВ 51987 определяет информационную систему как «автоматизированную систему, результатом функционирования которой является представление выходной информации для последующего использования».
В любом случае основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД, поэтому термин «информационная система» на практике сливается по смыслу с термином «система баз данных».
Содержание
Классификации информационных систем
Классификация по архитектуре
По степени распределённости отличают:
Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:
В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях.
В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся клиентские приложения.
В свою очередь, клиент-серверные ИС разделяют на двухзвенные и многозвенные.
В двухзвенных (англ. two-tier ) ИС всего два типа «звеньев»: сервер баз данных, на котором находятся БД и СУБД (back-end), и рабочие станции, на которых находятся клиентские приложения (front-end). Клиентские приложения обращаются к СУБД напрямую.
В многозвенных (англ. multi-tier ) ИС добавляются промежуточные «звенья»: серверы приложений (application servers). Пользовательские клиентские приложения не обращаются к СУБД напрямую, они взаимодействуют с промежуточными звеньями. Типичный пример применения многозвенности — современные веб-приложения, использующие базы данных. В таких приложениях помимо звена СУБД и клиентского звена, выполняющегося в веб-браузере, имеется как минимум одно промежуточное звено — веб-сервер с соответствующим серверным ПО.
Классификация по степени автоматизации
По степени автоматизации ИС делятся на:
Классификация по характеру обработки данных
По характеру обработки данных ИС делятся на:
Классификация по сфере применения
Поскольку ИС создаются для удовлетворения информационных потребностей в рамках конкретной предметной области, то каждой предметной области (сфере применения) соответствует свой тип ИС. Перечислять все эти типы не имеет смысла, так как количество предметных областей велико, но можно указать в качестве примера следующие типы ИС:
Информационные системы
Информационная система (ИС) — это система, реализующая информационную модель предметной области, чаще всего — какой-либо области человеческой деятельности. ИС должна обеспечивать: получение (ввод или сбор), хранение, поиск, передачу и обработку (преобразование) информации.
Информационной системой (или информационно-вычислительной системой) называют совокупность взаимосвязанных аппаратно-программных средств для автоматизации накопления и обработки информации. В информационную систему данные поступают от источника информации. Эти данные отправляются на хранение либо претерпевают в системе некоторую обработку и затем передаются потребителю.
Между потребителем и собственно информационной системой может быть установлена обратная связь. В этом случае информационная система называется замкнутой. Канал обратной связи необходим, когда нужно учесть реакцию потребителя на полученную информацию.
Информационная система состоит из баз данных, в которых накапливается информация, источника информации, аппаратной части ИС, программной части ИС, потребителя информации. [1]
По мнению одних авторов, ИС включает в себя персонал, её эксплуатирующий, по мнению других — нет.
Содержание
Состав информационных систем
Классификация информационных систем по степени автоматизации
Обычно термином ИС в наше время называют автоматизированные информационные системы.
Классификация информационных систем по характеру использования информации
Классификация информационных систем по архитектуре
Классификация информационных систем по сфере применения
Классификация информационных систем по признаку структурированности решаемых задач
Первый уровень (концепция «типового набора альтернатив») — сведение проблемных ситуаций к некоторым однородным классам решений. Экспертная поддержка на этом уровне реализуется созданием информационного фонда хранения и анализа типовых альтернатив. Второй уровень — генерация альтернативы на основе правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив, используя базу имеющихся в информационном фонде данных.
Экспертные системы представляют совокупность фактов, сведений и данных с системой правил логического вывода информации на основании логической модели баз данных и баз знаний. Базы данных содержат совокупность конкретных данных, а базы знаний — совокупность конкретных и обобщенных сведений в рамках логической модели базы знаний.
Примечания
См. также
Источники информации
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Информационные системы» в других словарях:
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ — системы хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной и другой техники. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б.. Современный экономический словарь. 2 е изд., испр. М.: ИНФРА М. 479 с … Экономический словарь
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ — системы хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной техники … Энциклопедический словарь экономики и права
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ — системы обработки данных какой либо предметной области со средствами накопления, хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной и др. техники … Профессиональное образование. Словарь
информационные системы — системы хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной и другой техники … Словарь экономических терминов
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ — infoRMATION SYSTEMSСистемы, обеспечивающие процесс, посредством к рого организуется сбор и обработка соответствующей информации и ее своевременная передача, что дает руководству (управленческим структурам) возможность четко выполнять свои функции … Энциклопедия банковского дела и финансов
Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
Информационные системы пожарной безопасности — Автоматизированные и информационные системы и средства обеспечения пожарной безопасности населенных пунктов и объектов комплексы и средства автоматизации и информатизации, реализующие выполнение функций обеспечения пожарной безопасности и… … Официальная терминология
Информационные системы в градостроительной деятельности — 1. Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности организованный в соответствии с требованиями настоящего Кодекса систематизированный свод документированных сведений о развитии территорий, об их застройке, о земельных участках … Официальная терминология
Информационные системы, связанные с финансовой (бухгалтерской) отчетностью — 78. Информационные системы, связанные с подготовкой финансовой (бухгалтерской) отчетности, включающие в себя систему бухгалтерского учета, состоят из соответствующих процедур и записей, установленных для инициирования хозяйственных операций… … Официальная терминология
Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности — систематизированный свод документированных сведений о развитии территорий, об их застройке, о земельных участках, об объектах капитального строительства и иных необходимых для осуществления градостроительной деятельности сведений; целью ведения И … Экологическое право России: словарь юридических терминов
Глава 1. Информационные системы (ИС)
2. Архипова З.В., Пархомов В.А. Информационные технологии в экономике. Учебное пособие. – Иркутск, Издательство БГУЭП, 2003.
§1. Понятие информационной системы
Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.
Система – это сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов) и существующий как единое целое.
Подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
Пример. Приведем в качестве примера несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей.
Главная цель системы
Люди, оборудование, материалы, здания и др.
Электронные и электромеханические элементы, линии связи и др.
Компьютеры, модемы, кабели, сетевое программное обеспечение и др.
Компьютеры, компьютерные сети, люди, информационное и программное обеспечение
Производство профессиональной информации
Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.
Информационная система – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера (сервера, периферийного оборудования и т.д.).
Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.
Говоря об информационной системе, следует рассмотреть следующие вопросы: структура ИС, классификации ИС.
Структура ИС обычно рассматривается как совокупность различных подсистем. Все подсистемы можно рассматривать как по отдельности, так и во взаимосвязи друг с другом.
Классифицировать информационные системы можно по различным признакам. В отечественной литературе по информационным системам управления ИС классифицируют обычно по следующим признакам:
— по типу объекта управления (ИС управления технологическим процессом, ИС организационного управления);
— по степени интеграции (локальные, интегрированные);
— по уровню автоматизации управления (информационно-справочные системы, системы обработки данных, информационно-советующие системы, системы принятия решений, экспертные системы);
— по уровню управления (информационные системы управления предприятием, корпорацией, отраслью);
— по характеру протекания технологических процессов на объекте управления (автоматизированная система управления дискретным производством, автоматизированная система управления непрерывным производством)
— по признаку структурированности задачи
§2. Структура информационной системы
§2.1. Типы обеспечивающих подсистем
Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.
Итак, подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем (смотри рисунок).
Рис 1. Структура информационной системы как совокупность обеспечивающих подсистем
Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
§2.2. Информационное обеспечение
Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в современном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель – это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:
· к унифицированным системам документации;
· к унифицированным формам документов различных уровней управления;
· к составу и структуре реквизитов и показателей;
· к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.
Например, для учителей тоже есть требования к оформлению документов. Например, план урока оформляется с указанием темы урока, цели и задач урока, плана урока и так далее.
Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:
· чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
· одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
· работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
· имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.
Поэтому устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.
Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.
Например. В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника – от момента ее создания до выхода приказа о его зачислении на работу.
Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:
· исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
· классификацию и рациональное представление информации.
Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования.
Для создания информационного обеспечения необходимо:
· понимание целей, задач, функций всей системы;
· выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования, представленной для анализа в виде схем информационных потоков,
· наличие и использование системы классификации и кодирования;
· владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
· создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.
§2.3. Техническое обеспечение
Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.
Комплекс технических средств составляют:
· компьютеры любых моделей;
· устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
· устройства передачи данных и линии связи;
· оргтехника и устройства автоматического съема информации;
· эксплуатационные материалы и др.
Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:
1. общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;
2. специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;
3. нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.
К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.
· Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.
· Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах.
Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход – организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.
§2.4. Математическое и программное обеспечение
Математическое и программное обеспечение – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
К средствам математического обеспечения относятся:
· средства моделирования процессов;
· методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.
В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.
· К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.
· Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.
· Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.
§2.5. Организационное обеспечение
Организационное обеспечение – совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.
Организационное обеспечение реализует следующие функции:
· анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;
· подготовка задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;
· разработка управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.
Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на 1-м этапе построения баз данных.
§2.6. Правовое обеспечение
Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.
Главной целью правового обеспечения является укрепление законности.
В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти.
В правовом обеспечении можно выделить:
· общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы,
· локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.
Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.
Правовое обеспечение этапов функционирования информационной системы включает:
· статус информационной системы;
· права, обязанности и ответственность персонала;
· правовые положения отдельных видов процесса управления;
· порядок создания и использования информации и др.
§3. Классификации информационных систем
§3. 1. Классификация ИС по признаку структурированности задач
Понятие структурированности задач
Чем точнее математическое описание задачи, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи.
Различают три типа задач , для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (неформализуемые) и частично структурированные.
1. Структурированная (формализуемая) задача – задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними.
В структурированной задаче удается выразить ее содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования информационной системы для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т.е. сведение роли человека к нулю.
Например: В информационной системе необходимо реализовать задачу расчета заработной платы. Это структурированная задача, где полностью известен алгоритм решения. Рутинный характер этой задачи определяется тем, что расчеты всех начислений и отчислений весьма просты, но объем их очень велик, так как они должны многократно повторяться ежемесячно для всех категорий работающих.
2. Неструктурированная (неформализуемая) задача – задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи.
Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма связано с большими трудностями. Возможности использования здесь информационной системы невелики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации из разных источников.
Например: Формализовать взаимоотношения в студенческой группе. Данную задачу сложно решить при помощи информационной системы. Это связано с тем, что для данной задачи существен психологический и социальный факторы, которые очень сложно описать алгоритмически.
3. Частично структурированная задача.
Типы информационных систем, используемые для решения частично структурированных задач
Информационные системы, создающие отчеты, обеспечивают информационную поддержку пользователя, т.е. предоставляют доступ к информации в базе данных и ее частичную обработку. Процедуры манипулирования данными в информационной системе должны обеспечивать следующие возможности:
Информационные системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть модельными и экспертными.
1) Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования.
Основными функциями модельной информационной системы являются:
· возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа «как сделать, чтобы?», «что будет, если?», анализ чувствительности и др.;
· достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;
· оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;
· возможность графического отображения динамики модели;
· возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.
§3. 2. Классификация ИС по степени автоматизации
В зависимости от степени автоматизации информационных процессов ИС определяются как: ручные, автоматические, автоматизированные.
Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.
Автоматические ИС выполняют все операции по переработке информации без участия человека.
Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру. В современном толковании в термин «информационная система» вкладывается обязательно понятие автоматизируемой системы.
§3. 3. Классификация ИС по характеру использования информации
Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Например, информационно-поисковая система в библиотеке, в железнодорожных и авиакассах продажи билетов.
Управляющие ИС вырабатывают информацию, на основании которой человек принимает решение. Для этих систем характерны тип задач расчетного характера и обработка больших объемов данных. Примером может служить система бухгалтерского учета.
Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и не превращается немедленно в серию конкретных действий. Эти системы обладают более высокой степенью интеллекта, так как для них характерна обработка знаний, а не данных.
Например. Существуют медицинские информационные системы для постановки диагноза больного и определения предполагаемой процедуры лечения. Врач при работе с подобной системой может принять к сведению полученную информацию, но предложить иное по сравнению с рекомендуемым решение.
§3. 4. Классификация ИС по сфере применения
ИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала.
ИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.
Интегрированные (корпоративные) ИС используются для автоматизации всех функций организации и охватывают весь цикл работ.
Глава 2. Базы данных (БД)
1. З.В. Архипова, В.А. Пархомов Информационные технологии в экономике. Учебное пособие. Иркутск, Издательство БГУЭП, 2003
§1. Введение
Существует множество различных областей человеческой деятельности, связанных с использованием определенным образом организованных хранилищ информации.
· Книжный фонд и каталог библиотеки.
· Картотека сотрудников учреждения, хранящаяся в отделе кадров.
· Хранилище медицинских карт пациентов в регистратуре поликлиники.
Раньше хранилища были только на бумажных носителях, обработка велась «вручную». Современным средством хранения и обработки подобной информации являются компьютеры, с помощью которых создаются базы данных.
По сути одним из способов структурирования, организации информации является база данных.
Все информационные системы имеют следующие особенности:
База данных (БД) – это поименованный набор организованных данных, отражающий состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.
База данных (БД) – определенным образом организованная совокупность данных, относящаяся к определенной предметной области, предназначенная для хранения во внешней памяти компьютера и постоянного применения.
v БД книжного фонда библиотеки,
v БД кадрового состава учреждения,
v БД законодательных актов в области уголовного права.
v БД современной эстрадной музыки и так далее.
Предметная область – часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления и, в конечном счете, автоматизации.
Предметная область представляется множеством фрагментов, например, предприятие – цехами, дирекцией, бухгалтерией и т.д. Каждый фрагмент предметной области характеризуется множеством объектов и процессов, использующих объекты, а также множеством пользователей, характеризуемых различными взглядами на предметную область.
Словосочетание «динамически обновляемая» означает, что соответствие базы данных текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени. При этом одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями различных групп пользователей.
Отличительной чертой баз данных следует считать то, что данные хранятся совместно с их описанием, а в прикладных программах описание данных не содержится. Независимые от программ пользователя данные обычно называются метаданными. В ряде современных систем метаданные, содержащие также информацию о пользователях, форматы отображения, статистику обращения к данным и другие сведения, хранятся в словаре базы данных.
Система управления базой данных (СУБД) – важнейший компонент информационной системы. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.
Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.
Основные функции СУБД:
Модель данных – это совокупность взаимосвязанных структур данных и операций над этими структурами. Вид модели и используемые в ней типы структур данных отражают концепцию организации и обработки данных, используемую в СУБД, поддерживающей модель, или в языке системы программирования, на котором создается прикладная программа обработки данных.
§2. Классификации баз данных
Классификация по размещению базы данных
Для хранения БД может использоваться как один компьютер, так и множество взаимосвязанных компьютеров.
Классификация по способу организации базы данных
По способу организации БД разделяют на:
§3. Модели данных
На ранней стадии использования информационных систем применялась файловая модель данных. В них реализуется модель типа плоский файл.
Плоский файл – это файл, состоящий из записей одного типа и не содержащий указателей на другие записи, двумерный массив элементов данных. Файлы, которые создаются в прикладных программах пользователя, написанных на алгоритмическом языке, также относятся к этому виду организации данных. Описание логической структуры файлов и параметры размещения на машинных носителях содержатся в каждой прикладной программе обработки файлов. В этих же программах предусмотрено их создание и корректировка. При файловой организации массивов трудно обеспечить актуальное состояние данных, их достоверность и непротиворечивость.
Сетевые и иерархические модели.
Более сложными моделями данных по сравнению с файловой являются сетевые и иерархические модели, которые поддерживаются в системе управления базами данных соответствующего типа. Тип модели данных, поддерживаемой СУБД на машинном носителе, является одним из важнейших признаков классификации СУБД.
Сетевая или иерархическая модель данных представляет соответствующий метод логической организации базы данных в СУБД.
Иерархическая модель представляет собой древовидную структуру с корневыми сегментами, имеющими физический указатель на другие сегменты. Одно из неудобств этой модели заключается в том, что реальный мир не может быть представлен в виде древовидной структуры с единственным корневым сегментом. Иерархические БД обеспечивали указатели между различными деревьями баз данных, но обработка данных с использованием таких связей была не всегда удобной.
В иерархических моделях непосредственный доступ, как правило, возможен только к объекту самого высокого уровня, который не подчинен другим объектам. К другим объектам доступ осуществляется по связям от объекта на вершине модели.
В сетевых моделях непосредственный доступ может обеспечиваться к любому объекту независимо от уровня, на котором он находится в модели. Возможен также доступ по связям от любой точки доступа.
В отличие от иерархической БД в сетевой БД нет необходимости в корневой записи. Однако, как и в иерархических БД, связи поддерживаются с помощью физических указателей.
Сетевые модели данных по сравнению с иерархическими являются более универсальным средством отображения структуры информации для разных предметных областей. Взаимосвязи данных большинства предметных областей имеют сетевой характер, что ограничивает использование СУБД с иерархической моделью данных. Сетевые модели позволяют отображать также иерархические взаимосвязи данных. Достоинством сетевых моделей является отсутствие дублирования данных в различных элементах модели. Кроме того, технология работы с сетевыми моделями является удобной для пользователя, так как доступ к данным практически не имеет ограничений и возможен непосредственно к объекту любого уровня. Допустимы всевозможные запросы.
Концепция реляционной модели баз данных была предложена Э.Ф. Коддом в 1970 г. Как отмечал доктор Кодд, реляционная модель данных обеспечивает ряд возможностей, которые делают управление и использование базы данных относительно легким, предсказуемым и устойчивым по отношению к ошибкам. Наиболее важные характеристики реляционной модели заключены в следующем:
· Модель описывает данные с их естественной структурой, не добавляя каких–либо дополнительных структур, необходимых для машинного представления или для целей реализации.
· Модель обеспечивает математическую основу для интерпретации выводимости, избыточности и непротиворечивости отношений.
· Модель обеспечивает независимость данных от их физического представления, от связей между данными и от соображений реализации, связанных с эффективностью и подобными проблемами.
Реляционные модели данных отличаются от рассмотренных выше сетевых и иерархических простотой структур данных, удобным для пользователя табличным представлением и доступом к данным. Реляционная модель данных является совокупностью простейших двумерных таблиц – отношений (объектов модели). Связи между двумя логически связанными таблицами в реляционной модели устанавливаются по равенству значений одинаковых атрибутов таблиц–отношений.
Таблица–отношение является универсальным объектом реляционных моделей. Это обеспечивает возможность унификации обработки данных в различных СУБД, поддерживающих реляционную модель. Операции обработки реляционных моделей основаны на использовании универсального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления.
Структуры данных реляционной модели.
Таблица является основным типом структуры данных (объектом) реляционной модели. Структура таблицы определяется совокупностью столбцов. Данные в пределах одного столбца однородны. В таблице не может быть двух одинаковых строк. Общее число строк не ограничено.
Столбец соответствует некоторому элементу данных – атрибуту , который является простейшей структурой данных. В таблице не могут быть определены множественные элементы, группа или повторяющаяся группа, как в рассмотренных выше сетевых и иерархических моделях. Каждый столбец таблицы должен иметь имя соответствующего элемента данных (атрибута). Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно идентифицируют строку таблицы, являются ключом таблицы.
В реляционном подходе к построению баз данных используется терминология теории отношений. Простейшая двумерная таблица определяется как отношение. Столбец таблицы со значениями соответствующего атрибута называется доменом, а строки со значениями разных атрибутов – кортежем (записью).
Совокупность нормализованных отношений (реляционных таблиц), логически взаимосвязанных и отражающих некоторую предметную область, образует реляционною базу данных (РБД). В ходе разработки БД должен быть определен состав логически взаимосвязанных реляционных таблиц и определен состав атрибутов каждого отношения. Состав атрибутов должен отвечать требованиям нормализации.
Реляционная модель данных зарекомендовала себя как модель, на основе которой могут разрабатываться реальные жизнеспособные приложения. В настоящее время эта модель данных является наиболее популярной.