Информационные системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Информационные системы

2. Информационные базы данных как компьютерные информационные технологии

Список литературы

1. Информационные системы

Информационная система состоит из баз данных, в которых накапливается информация, источника информации, аппаратной части ИС, программной части ИС, потребителя информации.

В широком смысле трактует понятие информационной системы Федеральный закон РФ от 27 июля 2006г. № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»: «информационная система - совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств». В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы. Классификация информационных систем по архитектуре:

1. Локальные ИС (работающие на одном электронном устройстве, не взаимодействующем с сервером или другими устройствами).

2. Клиент-серверные ИС (работающие в локальной или глобальной сети с единым сервером).

3. Распределенные ИС (децентрализованные системы в гетерогенной многосерверной сети) [2, с. 25-26].

Исторические этапы развития информационных систем и цели их использования. Первые информационные системы появились в 1950-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

Определение, общие принципы построения и цели разработки информационных систем 60-е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

В 70-х - начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

Современное понимание информационной системы предполагает использование компьютера в качестве основного технического средства переработки информации. Наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм, или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление [6, с. 45-46].

Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде схемы (рис. 1)

Рис. 1 Процессы в информационной системе

Информационная система определяется следующими свойствами: любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем; информационная система является динамичной и развивающейся; при построении информационной системы необходимо использовать системный подход; выходной продукцией информационной системы является информация, на основе которой принимаются решения; информационную систему следует воспринимать как человеко-компьютерную систему обработки информации.

Технология работы в компьютерной информационной системе доступна для понимания специалистом некомпьютерной области и может быть успешно использована для контроля процессов профессиональной деятельности и управления ими.

Внедрение информационных систем связано с необходимостью автоматизации функций работников, а значит, способствует их высвобождению [6, с. 50].

Информационные системы имеют технологию, максимально ориентированную на пользователя. По мере того как индустриальное общество трансформируется в информационное, производительность экономики все больше будет зависеть от уровня развития этих систем. Такие системы, особенно в виде рабочих станций и офисных информационных систем, наиболее быстро развиваются сегодня в бизнесе.

В этом классе информационных систем можно выделить две группы: информационные системы офисной автоматизации; информационные системы обработки знаний. Информационные системы офисной автоматизации вследствие своей простоты и многопрофильности активно используются работниками любого организационного уровня. Наиболее часто их применяют работники средней квалификации: бухгалтеры, секретари, клерки. Основная цель - повышение эффективности их работы и упрощение канцелярского труда. ИС офисной автоматизации связывают воедино работников информационной сферы в разных регионах и помогают поддерживать связь с покупателями, заказчиками и другими организациями. Их деятельность в основном охватывает управление документацией, коммуникации, составление расписаний и т.д.

Эти системы выполняют следующие функции: обработка текстов на компьютерах с помощью различных текстовых процессоров; производство высококачественной печатной продукции; архивация документов; электронные календари и записные книжки для ведения деловой информации; электронная и аудиопочта; видео- и телеконференции и т.п.

Информационные системы обработки знаний, в том числе и экспертные системы, вбирают в себя знания, необходимые при разработке или создании нового продукта. Их работа заключается в создании новой информации и нового знания. Так, например, существующие специализированные рабочие станции по инженерному и научному проектированию позволяют обеспечить высокий уровень технических разработок.

В настоящее время вопросу стратегии развития и поведения фирмы стали уделять большое внимание, что способствовало коренному изменению во взглядах на стратегические информационные системы. Стратегическая информационная система - компьютерная информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений по реализации стратегических перспективных целей развития организации. Под стратегией понимается набор методов и средств решения перспективных долгосрочных задач. Стратегические информационные системы влияют на изменение выбора целей фирмы, ее задач, методов, продуктов, услуг, позволяя опередить конкурентов, а также наладить более тесное взаимодействие с потребителями и поставщиками. Информационные системы стратегического уровня помогают высшему звену управленцев решать неструктурированные задачи, осуществлять долгосрочное планирование. Основная задача - сравнение происходящих во внешнем окружении изменений с существующим потенциалом фирмы. Они призваны создать общую среду компьютерной и телекоммуникационной поддержки решений в неожиданно возникающих ситуациях. Используя самые совершенные программы, эти системы способны в любой момент предоставить информацию из многих источников. Для некоторых стратегических систем характерны ограниченные аналитические возможности.

В настоящее время еще не выработана общая концепция построения стратегических информационных систем вследствие многоплановости их использования не только по целям.

2. Информационные базы данных как компьютерные информационные технологии

Под базой данных понимается совокупность организованных взаимосвязанных данных на машиночитаемых носителях.

Существует хорошо известное, но трудно реализуемое на практике понятие базы данных как большого по объему хранилища, в которое организация помещает все необходимые ей данные и из которого различные пользователи могут эти данные получать. Устройства памяти, в которых хранятся все данные, могут быть расположены в одном или нескольких местах; в последнем случае они должны быть связаны средствами передачи данных. К данным должны иметь доступ программы. Действительно, большинство существующих на сегодняшний день баз данных предназначено для ограниченного ряда приложений. Часто на одном компьютере создается несколько баз данных. Со временем базы данных, предназначенные для реализации отдельных родственных функций, можно будет объединить, если такое объединение будет способствовать увеличению эффективности и интенсивности использования всей системы.

Базу данных можно определить как совокупность взаимосвязанных хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений; данные запоминаются так, чтобы они были независимы от программ, использующих эти данные; для добавления новых или модификации существующих данных, а также для поиска данных в базе данных применяется общий управляемый способ. [4, с. 67-68].

Говорят, что система содержит совокупность баз данных, если эти базы данных структурно полностью самостоятельны. В системах с простой организацией данных для каждого приложения создается своя совокупность записей. Назначение базы данных заключается в том, чтобы одну и ту же совокупность данных можно было использовать для максимально возможного числа приложений. Исходя из этого, базу данных часто разрабатывают в качестве хранилища такой информации, необходимость в котором возникает в процессе выполнения определенных функций на заводе, правительственном учреждении или какой-либо другой организации. Такая база данных должна обеспечивать возможность не только получения информации, но также постоянной ее модификации, необходимой для процессов управления в данной организации, может оказаться, что для получения информации для целей планирования или ответов на вопросы потребуется осуществлять поиск в базе данных. Совокупностью данных могут пользоваться несколько ведомств независимо от того, имеются ли при этом между ними ведомственные барьеры. База данных может разрабатываться для пакетной обработки данных, обработки в реальном времени или оперативной обработки (в этом случае обработка каждого запроса завершается к определенному моменту времени, но при этом на время обработки не накладывается жестких ограничений, существующих в системах реального времени). Во многих базах данных предусмотрена совокупность этих методов обработки, а во многих системах с базами данных обслуживание терминалов в реальном времени происходит одновременно с пакетной обработкой данных [3, с. 745-746].

Большая часть дисковых или ленточных библиотек, которые существовали до использования средств управления базами данных, содержали большое количество повторяющейся информации. При запоминании многих элементов данных допускалась избыточность, так как на носители информации для различных целей записывались одни и те же данные и, кроме того, хранились различные варианты модификаций одних и тех же данных. База данных предоставляет возможность в значительной степени избавиться от такой избыточности. Базу данных иногда определяют как неизбыточную совокупность элементов данных. Однако в действительности для уменьшения времени доступа к данным или упрощения способов адресации во многих базах данных избыточность в незначительной степени присутствует.

Некоторые записи повторяются для того, чтобы обеспечить возможность восстановления данных при их случайной потере. Чтобы база данных была неизбыточной и удовлетворяла другим требованиям, приходится идти на компромисс. В этом случае говорят об управляемой, или минимальной, избыточности или о том, что хорошо разработанная база данных свободна от излишней избыточности.

Неуправляемая избыточность имеет несколько недостатков. Во-первых, хранение нескольких копий данных приводит к дополнительным затратам. Во-вторых, при обновлении, по крайней мере, нескольких избыточных копий необходимо выполнять многократные операции обновления. Избыточность поэтому обходится значительно дороже в тех случаях, когда при обработке файлов обновляется большое количество информации или, что еще хуже, часто вводятся новые элементы или уничтожаются старые. В-третьих, вследствие того, что различные копии данных могут соответствовать различным стадиям обновления, информация, выдаваемая системой, может быть противоречивой.

Если не использовать базы данных, то при обработке большого количества информации появится так много избыточных данных, что фактически станет невозможным сохранять их все на одном и том же уровне обновления. Очень часто пользователи обнаруживают явные противоречия в данных и поэтому испытывают недоверие к полученной от компьютера информации. Невозможность хранения избыточных данных на одинаковом уровне обновления является основным препятствием в обработке данных с помощью компьютера.

Одной из наиболее важных характеристик большинства баз данных является их постоянное изменение и расширение. По мере добавления новых типов данных или при появлении новых приложений должна быть обеспечена возможность быстрого изменения структуры базы данных. Реорганизация базы данных должна осуществляться по возможности без перезаписи прикладных программ и в целом вызывать минимальное количество преобразований. Простота изменения базы данных может оказать большое влияние на развитие приложений баз данных в управлении производством [1, с. 125].

О независимости данных часто говорят как об одном из основных свойств базы данных. Под этим подразумевается независимость данных и использующих их прикладных программ друг от друга в том смысле, что изменение одних не приводит к изменению других. В частности, прикладной программист изолирован от влияния изменений данных и их организации, а также от изменения характеристик физических устройств, на которых они хранятся. В действительности же полностью независимыми данные бывают так же редко, как и полностью неизбыточными. Как мы увидим ниже, независимость данных определяется с различных точек зрения. Сведения, которыми должен располагать программист для доступа к данным, различны для различных баз данных. Тем не менее, независимость данных - это одна из основных причин использования систем управления базами данных. В том случае, когда один набор элементов данных используется для многих приложений, между элементами этого набора устанавливается множество различных взаимосвязей, необходимых для соответствующих прикладных программ.

Организация базы данных в значительной степени зависит от реализации взаимосвязей между элементами данных и записями, а также от того, как и где эти данные хранятся. В базе данных, используемой многими приложениями, должны быть установлены многочисленные промежуточные взаимосвязи между элементами. В этом случае при хранении и использовании данных контролировать их правильность, обеспечивать их защиту и секретность труднее, чем при хранении данных в простых, несвязанных файлах. Что касается обеспечения секретности данных и восстановления их после сбоев, то этот вопрос является очень важным при конструировании баз данных.

В некоторых системах средства управления базами данных применяются для того, чтобы пользователи могли использовать данные таким путем, который не был предусмотрен разработчиками системы [5, с. 13-18]. база данные пользователь

СУБД - система управления базами данных - информационная система, предназначенная для создания, ведения и использования базы данных многими пользователями (прикладными программами).

Рис. 2 Схема информационного взаимодействия между объектами

Используемые в промышленности СУБД имеют много различий, но практически все они опираются на концепцию архитектуры ANSI/SPARC - американского института стандартов по проектированию баз данных. Согласно предложениям ANSI/SPARC, к исследованию разнотипных БД можно подходить с единых позиций, если придерживаться следующей архитектуры банка данных (рис. 3).

Рис. 3 Архитектура базы данных

Проект архитектуры СУБД был выдвинут в 1975 году организацией по стандартизации ANSI-SPARC. Согласно проекту архитектура базы данных имеет 3 уровня: - внешний (пользовательский) - промежуточный (концептуальный) - внутренний (физический).

Внешняя модель предназначена для пользователей. Модель абстрагируется от особенностей реализации. Данные описываются в терминах исследуемой области. Внешний уровень состоит из нескольких различных внешних представлений БД. Каждый пользователь имеет дело с представлением предметной области, выраженным в наиболее удобной для него форме. Внешнее представление содержит только те объекты, свойства и связи предметной области, которые интересны пользователю.

Информационное описание предметной области называется концептуальной моделью. Концептуальной моделью называется также обобщение представлений всех пользователей о данных. Рекомендуется концептуальную модель представлять в виде набора схем. Тогда мы будем иметь дело с концептуальной схемой. Концептуальная модель Концептуальная схема содержит описание объектов, связей между ними и ограничений (бизнес-правил). В модели отсутствуют какие-либо понятия, связанные с ЭВМ, памятью ЭВМ, способами размещения данных в памяти ЭВМ, и, по сути, это модель только предметной области. Концептуальный уровень - это промежуточный уровень между двумя первыми; другими словами, это центральное управляющее звено, где база данных представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной базой. Внутренний - это уровень, наиболее близкий к физическому хранению, т.е. связанный со способами сохранения информации на физических устройствах хранения.

Внутренняя модель - внутреннее представление описывается с помощью внутренней схемы, которая определяет не только различные типы хранимых записей, но также существующие индексы, способы представления хранимых полей, физическую последовательность хранимых записей и т.д. Внутреннее представление так же, как внешнее и концептуальное, не связанно с физическим уровнем. Это представление предполагает бесконечное линейное адресное пространство. Основным назначением архитектуры базы данных является обеспечение независимости от данных, которая означает, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую и физическую. Логическая независимость от данных означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему. Такие изменения концептуальной схемы, как добавление или удаление новых сущностей, атрибутов или связей, должны осуществляться без внесения изменений в уже существующие внешние схемы или переписывания прикладных программ. Физическая независимость от данных означает защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему. Такие изменения внутренней схемы, как использование различных файловых систем или структур хранения, разных устройств хранения, модификация индексов или хеширование, должны осуществляться без необходимости внесения изменений в концептуальную или внешнюю схемы. Пользователем могут быть замечены изменения только в общей производительности системы.

Требования к архитектуре базы данных. Архитектура базы данных должна быть такой, чтобы каждый пользователь мог иметь возможность обращаться к одним и тем же данным, используя свое собственное представление о них. Каждый пользователь должен иметь возможность изменять свое представление о данных, причем это изменение не должно оказывать влияния на других пользователей. Пользователи не должны непосредственно иметь дело с подробностями физического хранения данных в базе. Администратор базы данных должен иметь возможность изменять структуру хранения данных в базе, не оказывая влияния на пользовательские представления. Внутренняя структура базы данных не должна зависеть от таких изменений физических аспектов хранения информации, как переход на новое устройство хранения. Администратор базы данных должен иметь возможность изменять концептуальную или глобальную структуру базы данных без какого-либо влияния на всех пользователей.

Языковые средства СУБД Языковые средства обеспечивают взаимодействие пользователей с БД. Язык обычно включает в себя средства спецификации данных, отчетов; экранных форм, запросов и процедурные средства для описания последовательности решения задач. Многие СУБД имеют специализированные языки, например, dBASE, FoxPro, Clipper, Paradox, Access. Некоторые СУБД используют только язык SQL (SQL-серверы) [7, с. 30-33].

Список литературы

1. Атре, Ш. Структурный подход к организации баз данных / Ш. Атре. - М.: Финансы и статистика, 2012. - 320 с.

2. Гущин, А. Н. Базы данных: учебник / А. Н. Гущин. - Москва: Директ-Медиа, 2014. - 266 с.

3. Дейт, К. Введение в системы баз данных / К. Дейт. - Москва: Вильямс, 2010. - 1328 с.

4. Джексон, Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроЭВМ / Г. Джексон. - Москва: Мир, 2011. - 252 с.

5. Зыков, Р. И. Системы управления базами данных / Р. И. Зыков. - Москва: Лаборатория книги, 2012. - 162 с.

6. Лихачева, Г. Н. Информационные системы и технологии : учебно-методический комплекс / Г. Н. Лихачева, М. С. Гаспариан. - Москва: Евразийский открытый институт, 2011. - 370 с.

7. Шнырев, С. Л. Базы данных: учебное пособие / С. Л. Шнырев. - Москва : МИФИ, 2011. - 224 с.

Размещено на Allbest.ru