Основные понятия управления автоматизированных систем обработки информации и управления

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧУ Колледж «Сервис»

РЕФЕРАТ

на тему: «Основные понятия управления автоматизированных систем обработки информации и управления»

Проверил: Меньшова Л.

Выполнил: студент группы ПА-15 Шишова В.М.

автоматизированный массив информационный

Караганда 2015г.

Автоматизированные системы обработки информации и управления (АСОИУ) - область науки и техники, которая включает широкую совокупность средств, способов и методов деятельности, направленной на разработку технического, информационного, программного, математического, лингвистического, эргономического, организационного и правового обеспечения названных систем, а также структуры систем в целом.

В соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования специалист в области автоматизированных систем обработки информации и управления в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой может выполнять такие виды профессиональной деятельности, как: проектирование, научные исследования, эксплуатация в данной области.

Он должен знать и уметь использовать основные математические понятия и методы, Математические модели процессов в естествознании и технике, вероятностные модели для анализа и количественных оценок конкретных процессов, базовые понятия информатики и вычислительной техники, закономерности протекания информационных процессов в системах управления, принципы работы технических и программных средств, основные приемы обработки экспериментальных данных.

С точки зрения общепрофессиональных дисциплин инженер в области автоматизированных систем должен иметь представление:

- об основных закономерностях функционирования систем и возможности их системного анализа;

- о современных методах исследования, оптимизации и проектирования АСОИУ;

- об использовании основных положений теории управления в различных областях науки и техники;

Под автоматизированной системой обработки информации и управления понимается совокупность экономико-математических методов, организационных мероприятий, информационных и технических средств, обеспечивающих сбор, передачу, обработку и представление результатов о деятельности какого-либо объекта, предприятия, подразделения.

Автоматизированные системы обработки информации и управления относятся к классу человеко-машинных систем, причем их развитие в каждой конкретной области применения идет по линии повышения роли ЭВМ как в сфере принятия решений, так и в сфере реализации принятых решений.

Предельный случай, когда ответственность как за принятые решения, так и за их выполнение возлагается на вычислительную машину, должен рассматриваться как отдельная сфера применения ЭВМ, а именно сфера автоматического управления в реальном масштабе времени. Чтобы обеспечить работу в реальном времени, соответствующие языки программирования и программы должны содержать зависящие от времени конструкции.

В этом случае ЭВМ используется в контуре обратной связи некоторой системы управления, то есть вмешательство человека в процесс управления полностью исключается.

Итак, следует отличать термины ”автоматизированный” и “автоматический”.

- о возможностях информационных технологий и их применении в промышленности, научных исследованиях, организационном управлении и других областях;

- о современном состоянии и тенденциях развития архитектур ЭВМ, вычислительных систем и сетей, об архитектуре и о возможностях микропроцессорных средств;

- о современных алгоритмических языках, о проблемах и направлениях развития технологии программирования, об основных методах и средствах автоматизации проектирования программного обеспечения, о методах организации работы в коллективах разработчиков программного обеспечения.

Классифицировать информацию в АСОИУ можно по нескольким признакам.

По характеру изменения информацию можно классифицировать следующим образом:

· условно-постоянная, изменяющая свою количественную характеристику эпизодически;

· переменная, оперативно изменяющая свою количественную характеристику в процессе обработки.

Примером условно-постоянной информации являются плановые и нормативные показатели, цены, стоимость основных фондов.

Рассмотрим классификацию информации по способу использования в системе:

· входная информация,

· выходная информация.

Входную информацию представляют исходные документы. Вводимую информацию можно, в свою очередь, подразделить на базовую и текущую (оперативную). Базовая образуется на основе входной информации и хранится в течение всего времени функционирования АСОИУ, претерпевая коррекцию и пополнение в случае необходимости. В состав базовой входят плановые показатели работы управляемого процесса или объекта. Оперативная информация формируется на основе постоянно поступающих исходных данных и регулярно используется для обработки.

Качество управления всецело зависит от полноты и достоверности исходных данных.

Выходная информация есть результат логико-математической обработки базовой информации. Она представляется в виде документов, отражающих состояние управляемого процесса, и в виде команд, направляемых к исполнительным органам.

Помимо основной информации (баз данных), характеризующей решаемую задачу, к информационному обеспечению относится так называемая служебная информация: массивы справочной информации, словари, упрощающие процесс общения пользователя с системой, а также система кодирования информации.

Полезно рассмотреть понятие “данные” и способы их организации. С одной стороны, данные характеризуются реквизитами. В реквизите представлены две группы информации: основание и признаки. Основание связано с количественной оценкой. Примером основания являются цена, количество материала, итоговые показатели. Признаки выражают качественные свойства и характеризуют процессы, при которых получены: наименования материалов, работ, сорт, размер, склад хранения, дата поступления.

Данные могут быть представлены двояко:

* конкретными величинами - константами, не меняющими значения в процессе решения задачи;

* в обобщенном виде как переменные.

Переменная - это именованное данное, значение которого в процессе решения задачи либо при повторных ее решениях могут изменяться.

Обрабатываемые в ЭВМ данные различаются набором допустимых значений и видами операций, которые могут выполняться над ними. Эти две характеристики определяют тип данного. Различают числовые, символьные, логические и данные типа “дата”.

Числовые данные принимают числовые значения со знаком или без знака. Допустимые над числовыми данными операции, реализуемые в ЭВМ, можно разделить на две группы. Первую группу представляют арифметические операции: сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень. Результатом их выполнения является число. Ко второй группе относятся операции сравнения двух величин (операции отношения): больше, больше или равно, меньше, меньше или равно, равно, не равно. Результатом их выполнения является логическое значение TRUE (истина), если условие выполняется, и FALSE (ложь) в противном случае.

Символьные данные принимают значения в виде последовательности любых символов.

Примечание. Обычно символьное данное выделяется специальными символами (например, `привет').

Допустимо выполнение следующих операций над символьными данными:

- операция сравнения “равно”, в результате выполнения которой формируется значение TRUE или FALSE;

- операция сцепления двух символьных данных в одно.

Логические данныепринимают одно из двух возможных значений (TRUE, FALSE).

Допустимые операции над логическими данными - это операции алгебры логики: отрицание, дизъюнкция, конъюнкция (см. раздел 3).

Данные типа “дата”принимают значения даты, представляемые в ЭВМ в виде ММ/ДД/ГГ или ДД/ММ/ГГ, где ММ - двузначный номер месяца в году, ДД - число, ГГ - две последние цифры года.

Допускается выполнение следующих операций над данными этого типа:

- арифметические - сложение, вычитание (к дате может быть добавлено или от даты вычтено целое число - количество дней), результатом выполнения которых является дата;

- операция сравнения двух дат, результатом выполнения которой, естественно, является логическое значение TRUE или FALSE.

Рассмотрим способы организации данных. Допускается организация данных в массивы, структуры, списки.

Программное обеспечение АСОИУ включает в себя системное программное обеспечение в виде операционной системы (ОС), прикладное программное обеспечение (например, системы управления базами данных, табличные процессоры), а также специализированное программное обеспечение, ориентированное на решение конкретного класса задач.

Под ОС понимается комплекс программ, поддерживающий функционирование ЭВМ, освобождающий пользователя от распределения ресурсов и контроля их использования с целью хранения данных и управления ими, оптимального выполнения параллельно нескольких задач (в том числе с учетом приоритета их выполнения), использования устройств ввода/вывода.

Различают следующие режимы обработки пользовательских программ: пакетный, режим диалога и режим реального времени. Последний, как указывалось выше, является режимом управления реальными процессами.

Как правило, автоматизированные системы обработки информации и управления представляют собой сложный комплекс параллельно действующих подсистем, занимающих определенное место в общей цепи управления. Сложные задачи целесообразным образом разлагаются на более мелкие подзадачи (“divide-and-concuer” - “разделяй и властвуй”). При этом выбор разложения на подзадачи - структурирование постановки задачи - является одним из важнейших шагов проектирования АСОИУ. Каждая подсистема имеет свою сферу управления с самостоятельными входами и выходами. Результаты решения задач одной подсистемы служат исходными данными или ограничениями для выполнения функций другой подсистемой.

В многоуровневых системах предусмотрены как вертикальные информационные связи, так и горизонтальные. По взаимодействию различают моноиерархические и полииерархические многоуровневые системы. В первых реализуются только радиальные линии передачи информации. На рис. 2 представлена структурная схема одноуровневой автоматизированной системы обработки информации и управления.

На следующих рисунках представлены структурные схемы многоуровневых автоматизированных систем обработки информации и управления. Они различаются характером линий связи источников информации с централизованным пунктом ее переработки. Различают радиальные (рис. 3), магистральные или цепочечные (рис. 4), древовидные (рис. 5) и иерархические, то есть смешанные структуры (рис. 6). С увеличением числа управляемых объектов усложняется и структура АСОИУ. Наиболее характерными становятся цепочечные и древовидные структуры. При цепочечной структуре подсистемы рассредоточены вдоль линии связи. Такой принцип построения характерен для транспортных и других систем.



При выборе структуры АСОИУ следует руководствоваться следующими принципами:

· минимизация числа ступеней иерархии и линий связи,

· обеспечение наиболее простых схем взаимодействия между элементами системы.

Но вместе с этим необходимо соблюдать условие полной самостоятельности каждой из подсистем.

На рис. 7 представлена более подробная структурная схема автоматизированной системы обработки информации и управления.

Рассмотрим существо каждой из составляющих.

Информационная база- это совокупность данных, а именно массивы обрабатываемой информации, словари и массивы справочной информации.

Программное обеспечение следует рассматривать как совокупность системного программного обеспечения, управляющего функционированием ЭВМ, прикладного программного обеспечения, реализующего процессы обработки текста, ведения баз данных, обработку табличной информации. Кроме того, каждая АСОИУ характеризуется специализированным программным обеспечением, реализующим процедуры управления.

Организационная составляющая объединяет людей, совместная деятельность которых на основе определенных правил и процедур направлена на достижение цели управления. Она регламентирует схему движения информации в системе, сроки представления информации в соответствии с сетевым графиком управления.

Математическое обеспечение базируется на теории автоматического управления и представляет собой совокупность математических методов и алгоритмов реализации задачи на ЭВМ.

Техническое обеспечение базируется в первую очередь на компьютерной технике, а также представлено телекоммуникационными средствами приема и передачи информации, аппаратурой сопряжения с линиями связи, средствами документирования информации, устройствами взаимодействия человека с ЭВМ.

К техническому обеспечению АСОИУ предъявляются следующие требования:

- обеспечение необходимой пропускной способности (время реакции на запрос пользователя не должно превышать двух-трех секунд);

- единство информационной базы всех пользователей системы с правом коллективного доступа к ней и обеспечение при этом защиты информации от несанкционированного доступа;

- интерактивный режим взаимодействия человека с системой;

- возможность развития системы;

- возможность работы в сети.

Методологическое обеспечение представлено документацией, отражающей состав и функционирование АСОИУ.

Рассмотрим основные функциональные возможности автоматизированных систем обработки информации и управления.

К ним относятся:

1. Сбор информации.

2. Обработка данных: проведение расчетов, сортировка информации.

3. Поиск информации по стандартным запросам.

4. Выдача справок по всем показателям, характеризующим обрабатываемую информацию.

5. Формирование информационно-аналитических данных для принятия человеком решений, необходимых на различных этапах управления и планирования.

Автоматизированные системы обработки информации и управления - человеко-машинные системы. Человек участвует в принятии решений на основе анализа и оценки получаемой информации. АСОИУ всегда должны быть ориентированы на широкого пользователя (специалиста в своей профессиональной деятельности) и иметь диалоговый интерфейс, который предполагает реализацию следующих режимов:

· режима “вопрос - ответ” с инициативой задания вопросов за компьютером,

· широкое использование подсказок,

· предоставление пользователю различных меню с правом выбора одной из позиций.

Можно выделить три уровня общения человека с ЭВМ:

- логический,

- реляционный,

- уровень представления знаний.

Вопросами информации занимается специальная отрасль знания - теория информации, изучающая процессы, с помощью которых могут быть собраны и переданы соответствующие сведения по каналам связи. Информация при этом оценивается с помощью количественных признаков, как правило, без учета смысла передаваемой информации.

Основная проблема, возникающая при таком подходе к оценке информации, - создание наиболее эффективных форм передачи сведений при сохранении достоверности.

Информационное сообщение состоит из символов, задаваемых алфавитом из Мбукв и цифр. Если сообщение содержитNсимволов, то количество возможных различных состояний в этом сообщенииL=MN. При использовании двоичной системы счисления в качестве единицы информации используется бит - один двоичный разряд. Для измерения информации используется байт - восемь двоичных разрядов, достаточных для представления в двоичной системе счисления кодов всех символов используемого алфавита. Кодирование существенно сокращает общий объем используемой в системе информации и соответственно требуемой для ее хранения памяти.

Основные информационные процессы, характерные для АСОИУ можно сформулировать следующим образом:

· выявление информации,

· передача информации,

· хранение информации,

· переработка информации,

· предъявление информации,

· генерация новой информации в результате принятых мер управления.

Внедрение автоматизированных систем обработки информации и управления связано с проведением большого объема работ по изучению информационных потоков, формализации операций, унификации первичных документов, исключения их дублирования.

Анализируя информационные процессы, следует отметить в качестве одной из первых задач, решаемых при создании АСОИУ, типизацию документов, которая связана с выбором минимального количества показателей, из которых путем соответствующей обработки можно получить достаточную для достижения результата информацию.

В связи с многоуровневой системой АСОИУ возникает задача агрегирования информации, которая связана с иерархическим характером управления: для принятия решения на каждом уровне необходима различная информация. На высшем уровне имеют дело с обобщенной информацией, на нижних - с подробными показателями.

Анализ информационных потоков в АСОИУ показывает, что наряду с необходимой велика доля избыточной информации. Актуальной является задача выделения существенной информации и сокращения доли избыточной информации.

Под автоматизированной системой обработки информации и управления понимается совокупность экономико-математических методов, организационных мероприятий, информационных и технических средств, обеспечивающих сбор, передачу, обработку и представление результатов о деятельности какого-либо объекта, предприятия, подразделения.

Автоматизированные системы обработки информации и управления относятся к классу человеко-машинных систем, причем их развитие в каждой конкретной области применения идет по линии повышения роли ЭВМ как в сфере принятия решений, так и в сфере реализации принятых решений.

Предельный случай, когда ответственность как за принятые решения, так и за их выполнение возлагается на вычислительную машину, должен рассматриваться как отдельная сфера применения ЭВМ, а именно сфера автоматического управления в реальном масштабе времени[1]. Чтобы обеспечить работу в реальном времени, соответствующие языки программирования и программы должны содержать зависящие от времени конструкции.

В этом случае ЭВМ используется в контуре обратной связи некоторой системы управления, то есть вмешательство человека в процесс управления полностью исключается.

Итак, следует отличать термины ”автоматизированный” и “автоматический”.

История развития автоматизированных систем обработки информации и управления

Вскоре после создания первых ЭВМ им была отведена первостепенная роль в развитии автоматизации. Так, Н. Винер, родоначальник кибернетики, дал удивительно точный прогноз изменений в промышленном производстве: управление производством будет осуществляться с помощью ЭВМ, которые будут использоваться как для непосредственного управления исполнительными механизмами, так и для обработки деловой информации. В то время, когда ЭВМ применялись в основном в научных исследованиях, Винер предсказал, что данные машины явятся основой переворота в промышленном производстве, причем “новым машинам потребуется от десяти до двадцати лет, чтобы занять подобающее им место”.

Время внесло коррективы в сроки реализации прогноза Н. Винера. Если в первое время ведущей областью применения ЭВМ были научно-технические расчеты, то в 60 70-е годы наступило время широкого использования электронных вычислительных машин в сфере обработки больших массивов информации, в основном экономического характера. Для этой сферы характерно построение на основе ЭВМ информационных и информационно-управляющих систем. С каждым поколением ЭВМ имело место систематическое повышение возможностей вычислительных машин как средства автоматизации все более сложных объектов и процессов управления.

В тот период была разработана государственная программа автоматизации производства и управления. В высших учебных заведениях страны открылась новая специальность “Автоматизированные системы управления”.

В СССР первые системы, управляемые ЭВМ, появились в 60-х годах.

В 1962 году в Киевском институте автоматики была создана одна из первых в мире система с непосредственным компьютерным управлением технологическим процессом химического производства - система “Автооператор”. Внедрение в 60-е годы автоматизированных систем управления Ленинградского оптико-механического объединения, московского завода “Фрезер”, Львовского телевизионного завода, Барнаульского радиозавода и других предприятий принесло значительный экономический эффект.

Во второй половине 60-х годов было введено в действие более 400 таких систем, в том числе 170 систем управления технологическими процессами производства. За период 1971-1981 гг. - свыше 5 тысяч систем, управляемых ЭВМ.

В 80-е годы роль ЭВМ как средства автоматизации существенно возросла в связи с разработкой систем коллективного пользования, то есть систем разделения времени, и информационно-вычислительных систем коллективного пользования. Концепция разделения времени базируется на использовании различия в скорости прохождения и обработки сигналов живых организмов и электронных систем. В результате возникает возможность такого типа общения пользователей с ЭВМ, когда ЭВМ поочередно взаимодействует, решая задачи и отвечая на вопросы, с каждым из пользователей. Вследствие того, что быстрота реакции человека в тысячи, миллионы раз меньше, чем у электронной системы, у пользователя создается впечатление, что только он ведет непрерывный диалог с ЭВМ.

Важнейшим результатом развития систем разделения времени явилось создание информационно-вычислительных сетей. В СССР концепция Государственной сети вычислительных центров, предложенная академиком В.М. Глушковым, предполагала объединение основных вычислительных мощностей страны для создания базы общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управления народным хозяйством (СОГАС). Практическую реализацию получили специализированные сети (например, “Сирена” - для резервирования авиабилетов), отраслевые АСУ (“Морфлот”, “Прибор” и др.), территориальные вычислительные сети (например, сеть, разработанная Академией наук Латвийской ССР).

Следует отметить, что окупаемость затрат на внедрение таких систем составляла два года, окупаемость затрат на АСУ технологическими процессами составляла несколько месяцев.

Основные типы и способы организации данных (переменные и массивы).

Переменные. В алгоритмических и объектно-ориентированных языках программирования (в частности, в языке Visual Basic) переменные играют важнейшую роль. Они предназначены для хранения и обработки данных в программах.

Переменные задаются именами, определяющими области памяти, в которых хранятся их значения. Значениями переменных могут быть данные различных типов (целые или вещественные числа, последовательности символов, логические значения и т. д.).

Тип переменных задается типом данных, которые могут быть значениями переменных. Значениями переменных числовых типов (Byte, Integer, Long, Single, Double) являются числа. Логические переменные (Boolean) могут принимать значения True или False. Значениями строковых переменных (String) являются последовательности символов и т. д.

Над различными типами данных, а следовательно, переменными допустимы различные операции. Так, над числовыми переменными возможны арифметические операции, над логическими переменными -- логические операции, над строковыми -- операции преобразования символьных строк и т. д.

Различные типы данных требуют для своего хранения в оперативной памяти компьютера разное количество ячеек (байт). Так, для хранения целого числа в интервале от 0 до 255 в переменных типа Byte достаточно одной ячейки памяти (одного байта), для хранения вещественного числа с двойной точностью в переменных типа Double требуется уже восемь ячеек (восемь байт), а для хранения символьных строк в переменных типа String -- одна ячейка на каждый символ.

Имя любой переменной (идентификатор) уникально и не может меняться в процессе выполнения программы. Имя переменной может состоять из различных символов (латинские и русские буквы, цифры и т. д.), но должно обязательно начинаться с буквы и не включать знак «.» (точку). Количество символов в имени не может быть более 255. Например, числовую переменную можно назвать А или Число, а строковую -- А или Строка.

Простейший способ задания типа переменной (ее объявления) состоит в приписывании к имени переменной определенного суффикса. Например, числовую переменную типа Integer можно задать как А%, а строковую переменную типа String -- как А$.

Переменная может получить или изменить значение с помощью оператора присваивания:

[Let] ИмяПеременной = Выражение

Ключевое слово Let в большинстве случаев не используется. Переменная получает значение, равное значению выражения (арифметического, строкового или логического).

Например, после выполнения фрагмента программы

intA = 3

intB = 4

intC = intA^2 + intB^2

целочисленная переменная intC примет значение, равное числу 25.

Массивы. Массивы являются набором однотипных переменных, объединенных одним именем. Массивы бывают одномерные, которые можно представить в форме одномерной таблицы, и двумерные (они представляются в форме двумерной таблицы).

Массивы могут быть разных типов: числовые, строковые и т. д.

Массив состоит из пронумерованной последовательности элементов. Номера в этой последовательности называются индексами. Каждый из этих элементов является переменной, т.е. обладает именем и значением, и поэтому массив можно назвать переменной с индексом.

Индекс может принимать любые целочисленные значения (в данном случае от 1 до 33). Обращение к элементу массива производится по его имени, состоящему из имени массива и значения индекса, например strA(5).

Каждый элемент массива может обладать собственным значением. Так, значением элемента рассмотренного выше строкового массива strA (5) является строка д.

Массив- упорядоченная совокупность однотипных величин, обозначаемых общим именем, но отличающихся в обозначении индексом, указывающим положение элемента в массиве. Одномерные массивы соответствуют векторам, двухмерные массивы представляются матрицами, на элементы которых можно ссылаться с помощью указания значений индексов.

В качестве множества индексов допускаются не только конечные интервалы целых чисел. Различают следующие способы задания и вычисления границ изменения индексов массивов:

* статический, при котором границы устанавливаются как числовые значения;

* динамические, когда границы индексов задаются в виде выражений, значения которых вычисляются в процессе реализации задачи, но далее не изменяются;

* гибкие, когда границы изменяются в процессе решения задачи.

Структура- это именованная совокупность переменных разного типа, объединенных некоторым общим свойством (данные о сотрудниках предприятия, о результатах социологического опроса, о материальных ценностях и пр.).

Примечание. Понятие “структура” часто отождествляется с понятием “запись” файла.

Операциомнная системма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) -- комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами (драйверами) -- с одной стороны -- и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows, UNIX и UNIX-подобные системы, в особенности Linux и Mac OS.

Существуют две группы определений операционной системы: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который связан с вопросом, в каких случаях требуется операционная система.

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки -- также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры -- могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные системы нужны:

если нужен универсальный механизм сохранения данных

для предоставления системным библиотекам часто используемых подпрограмм

для распределения полномочий

необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере

для управления процессами выполнения отдельных программ

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),

многопользовательские (с разделением полномочий),

многозадачные (с разделением времени).

История баз данных в узком смысле рассматривает базы данных в традиционном (современном) понимании. Эта история начинается с 1955 года, когда появилось программируемое оборудование обработки записей. Программное обеспечение этого времени поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Для хранения данных использовались перфокарты.

Оперативные сетевые базы данных появились в середине 1960-х. Операции над оперативными базами данных обрабатывались в интерактивном режиме с помощью терминалов. Простые индексно-последовательные организации записей быстро развились к более мощной модели записей, ориентированной на наборы. За руководство работой Data Base Task Group (DBTG), разработавшей стандартный язык описания данных и манипулирования данными, Чарльз Бахман получил Тьюринговскую премию.

В это же время в сообществе баз данных COBOL была проработана концепция схем баз данных и концепция независимости данных.

Следующий важный этап связан с появлением в начале 1970-х реляционной модели данных, благодаря работам Эдгара Ф. Кодда. Работы Кодда открыли путь к тесной связи прикладной технологии баз данных с математикой и логикой. За свой вклад в теорию и практику Эдгар Ф. Кодд также получил премию Тьюринга.

Сам термин база данных (англ. database) появился в начале 1960-х годов, и был введён в употребление на симпозиумах, организованных компанией SDC в 1964 и 1965 годах, хотя понимался сначала в довольно узком смысле, в контексте систем искусственного интеллекта. В широкое употребление в современном понимании термин вошёл лишь в 1970-е годы.

База данных -- совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных.

В настоящее время существует три основных модели баз данных: иерархическая, сетевая и реляционная.

Основной принцип иерархической модели - иерархическая структура данных. Это означает, что каждая запись в базе данных может иметь сколько угодно потомков, но только одного родителя. Сетевой принцип организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь только одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков. К недостатком сетевой модели можно отнести низкое быстродействие и высокие требования к памяти.

Широкое распространение получили БД, имеющие табличную структуру. Базы данных, имеющие связанные таблицы, называют также реляционными базами данных. В таких БД все данные хранятся в различных таблицах и физически не связаны между собой. Разработчик должен сам продумать, каким образом объединить эти данные при извлечении их из БД. Координация осуществляется путем установления связей между таблицами. Будущее этого направления представляют объектно-ориентированные базы данных. В объектно-ориентированных БД данные с различными отношениями рассматриваются как единый объект. Поэтому разработчик может не беспокоиться о связывании и разделении данных. В настоящее время БД этого типа распространены сравнительно мало. В Microsoft Access используется реляционная модель данных.

Системма управлемния бамзами дамнных (СУБД) -- совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Журнал СУБД -- это особая БД или часть основной БД, непосредственно недоступная пользователю и используемая для записи информации обо всех изменениях базы данных. В различных СУБД в журнал могут заноситься записи, соответствующие изменениям в СУБД на разных уровнях: от минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти до логической операции модификации БД (например, вставки записи, удаления столбца, изменения значения в поле).

Для эффективной реализации функции ведения журнала изменений в БД необходимо обеспечить повышенную надежность хранения и поддержания в рабочем состоянии самого журнала. Иногда для этого в системе хранят несколько копий журнала.

Под целостностью базы данных понимается согласованность (непротиворечивость) данных. Конечно, СУБД не может контролировать правильность каждого отдельного значения, вводимого в базу данных. Например, нельзя обнаружить, что вводимое значение 33, представляющее число отработанных часов в неделю, в действительности должно быть равно 35. Но значение, большее чем 168=7 · 24, явно будет ошибочным и система должна его отвергнуть.

Целостность базы данных может быть нарушена вследствие сбоя оборудования, ошибки пользователя или программной ошибки. В системах со многими пользователями целостность может быть нарушена при одновременном обращении к одним и тем же фрагментам данных.

Целостность обеспечивается путем задания ограничений. В зависимости от источника можно выделить инструментальные ограничения, структурные ограничения и бизнес-правила .

Н. Винер, родоначальник кибернетики, дал удивительно точный прогноз изменений в промышленном производстве: управление производством будет осуществляться с помощью ЭВМ, которые будут использоваться как для непосредственного управления исполнительными механизмами, так и для обработки деловой информации. В то время, когда ЭВМ применялись в основном в научных исследованиях, Винер предсказал, что данные машины явятся основой переворота в промышленном производстве, причем “новым машинам потребуется от десяти до двадцати лет, чтобы занять подобающее им место”.

Время внесло коррективы в сроки реализации прогноза Н. Винера. Если в первое время ведущей областью применения ЭВМ были научно-технические расчеты, то в 60 70-е годы наступило время широкого использования электронных вычислительных машин в сфере обработки больших массивов информации, в основном экономического характера. Для этой сферы характерно построение на основе ЭВМ информационных и информационно-управляющих систем. С каждым поколением ЭВМ имело место систематическое повышение возможностей вычислительных машин как средства автоматизации все более сложных объектов и процессов управления.

В тот период была разработана государственная программа автоматизации производства и управления. В высших учебных заведениях страны открылась новая специальность “Автоматизированные системы управления”.

В СССР первые системы, управляемые ЭВМ, появились в 60-х годах.

В 1962 году в Киевском институте автоматики была создана одна из первых в мире система с непосредственным компьютерным управлением технологическим процессом химического производства - система “Автооператор”. Внедрение в 60-е годы автоматизированных систем управления Ленинградского оптико-механического объединения, московского завода “Фрезер”, Львовского телевизионного завода, Барнаульского радиозавода и других предприятий принесло значительный экономический эффект.

Во второй половине 60-х годов было введено в действие более 400 таких систем, в том числе 170 систем управления технологическими процессами производства. За период 1971-1981 гг. - свыше 5 тысяч систем, управляемых ЭВМ.

В 80-е годы роль ЭВМ как средства автоматизации существенно возросла в связи с разработкой систем коллективного пользования, то есть систем разделения времени, и информационно-вычислительных систем коллективного пользования. Концепция разделения времени базируется на использовании различия в скорости прохождения и обработки сигналов живых организмов и электронных систем. В результате возникает возможность такого типа общения пользователей с ЭВМ, когда ЭВМ поочередно взаимодействует, решая задачи и отвечая на вопросы, с каждым из пользователей. Вследствие того, что быстрота реакции человека в тысячи, миллионы раз меньше, чем у электронной системы, у пользователя создается впечатление, что только он ведет непрерывный диалог с ЭВМ.

Важнейшим результатом развития систем разделения времени явилось создание информационно-вычислительных сетей. В СССР концепция Государственной сети вычислительных центров, предложенная академиком В.М. Глушковым, предполагала объединение основных вычислительных мощностей страны для создания базы общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управления народным хозяйством (СОГАС). Практическую реализацию получили специализированные сети (например, “Сирена” - для резервирования авиабилетов), отраслевые АСУ (“Морфлот”, “Прибор” и др.), территориальные вычислительные сети (например, сеть, разработанная Академией наук Латвийской ССР).

Следует отметить, что окупаемость затрат на внедрение таких систем составляла два года, окупаемость затрат на АСУ технологическими процессами составляла несколько месяцев.

Логический тип данных часто называют булевским по имени английского математика Д. Буля, создателя особой области математики - математической логики.

В языке Паскаль имеются две логические константы: TRUE (истина) и FILSE (ложь). Логическая переменная принимает одно из этих значений и имеет тип BOOLEAN.

Логические данные широко используются при проверке правильности некоторых условий и при сравнении величин. Результат может оказаться «истинным» или «ложным».

Для сравнения данных предусмотрены следующие операции отношений: < (меньше); <= (меньше или равно); = (равно); <> (не равно); >= (больше или равно); > (больше).

Если операцию отношения приложить к арифметическим данным, то получим логическое значение: отношение истинно или ложно. Например, отношение 5>3 (читается «пять больше трех?») дает истинный результат (TRUE); отношение 5=3 (читается «пять равно трем?») дает ложный результат (FALSE).

Над логическими данными допускаются следующие операции: OR - логическое сложение (ИЛИ); AND - логическое умножение (И); NOT - логическое отрицание (НЕ). Логические операции OR и AND выполняются над двумя величинами, а операция NOT - над одной.

Логическое сложение дает истинный результат, если хотя бы одна из логических величин (А или В) имеет истинное значение. Если обе величины (А или В) имеют ложное значение, то и результат операции будет ложным.

Логическое умножение дает истинный результат только в том случае, если обе величины истинны. Если хотя бы одна величина ложна, то результат будет ложным.

Логическое отрицание дает ложный результат, если величина имеет истинное значение, и наоборот.

Логические данные и операции над ними имеют важное значение в информатике, так как позволяют внести в расчеты элементы человеческой логики. При этом в теоретических расчетах в отличие от языка Паскаль часто вводят следующие обозначения логических констант: 1 - истина, 0 - ложь.ский тип определяется таким образом, что FALSE < TRUE

Числовые данные принимают числовые значения со знаком или без знака. Допустимые над числовыми данными операции, реализуемые в ЭВМ, можно разделить на две группы:

Первую группу представляют арифметические операции: сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень. Результатом их выполнения является число.

Ко второй группе относятся операции сравнения двух величин (операции отношения): больше, больше или равно, меньше, меньше или равно, равно, не равно. Результатом их выполнения является логическое значение TRUE (истина), если условие выполняется, и FALSE (ложь) в противном случае.

Список - динамическая совокупность элементов, произвольно расположенных в памяти (в отличие от элементов массивов и структур) и содержащих указания в виде адреса о месте хранения следующего элемента списка.

Рассмотрим пример решения задачи управления кадрами. Информационная база может формироваться по мере поступления персонала на работу, но при этом устанавливаются ассоциативные связи, например, для работающих в каждом из подразделений или для занимающих одинаковые должности и т.п. Информация об одной персоне может находиться на пересечении нескольких списков. Увольнение сотрудника связано при такой организации хранения информации лишь с изменением адресации.

Использование списков позволяет избежать дублирования информации в памяти ЭВМ.

По принципу преобразования информации можно выделить три типа задач:

1. Задачи справочно-отчетного характера.

2. Задачи анализа и установления зависимостей.

3. Задачи разработки обобщенных показателей с целью принятия решения.

Каждая из названных задач характеризуется:

- схемой движения информации,

- формой первичных и результирующих документов,

- способом кодирования первичной информации,

- алгоритмами обработки информации,

- степенью достоверности информации,

- использованием получаемых результатов.

Целесообразно также различать системы малого и большого масштаба. Малые АСОИУ связаны с управлением локальными процессами или объектами. Большие образуются из сблокированных подсистем.

Вопросами информации занимается специальная отрасль знания - теория информации, изучающая процессы, с помощью которых могут быть собраны и переданы соответствующие сведения по каналам связи. Информация при этом оценивается с помощью количественных признаков, как правило, без учета смысла передаваемой информации.

Основная проблема, возникающая при таком подходе к оценке информации, - создание наиболее эффективных форм передачи сведений при сохранении достоверности.

Информационное сообщение состоит из символов, задаваемых алфавитом из Мбукв и цифр. Если сообщение содержитNсимволов, то количество возможных различных состояний в этом сообщенииL=MN. При использовании двоичной системы счисления в качестве единицы информации используется бит - один двоичный разряд. Для измерения информации используется байт - восемь двоичных разрядов, достаточных для представления в двоичной системе счисления кодов всех символов используемого алфавита. Кодирование существенно сокращает общий объем используемой в системе информации и соответственно требуемой для ее хранения памяти.

Основные информационные процессы, характерные для АСОИУ можно сформулировать следующим образом:

· выявление информации,

· передача информации,

· хранение информации,

· переработка информации,

· предъявление информации,

· генерация новой информации в результате принятых мер управления.

Бумфер обмемна (англ. clipboard) -- промежуточное хранилище данных, предоставляемое программным обеспечением и предназначенное для переноса или копирования между приложениями или частями одного приложения через операции вырезать, копировать, вставить.

Операционная система может производить некоторые преобразования форматов информации, если запрошенный формат отсутствует в буфере обмена, но может быть получен из имеющегося, например, изменять кодировку текста.

Вставить объект из буфера обмена можно неограниченное число раз. При копировании информации в буфер его предыдущее содержимое, как правило, пропадает. Однако существуют реализации буфера обмена (например, в пакете Microsoft Office), позволяющие хранить в буфере одновременно несколько объектов и выбирать при вставке, который из объектов вставить.

Бит (англ. binary digit -- двоичное число; также игра слов: англ. bit -- кусочек, частица) -- единица измерения количества информации, равная одному разряду в двоичной системе счисления.

В Российской Федерации обозначения бита, а также правила его применения и написания установлены Положением о единицах величин, допускаемых к применению. В соответствии с данным положением бит относится к числу внесистемных единиц величин с областью применения «информационные технологии, связь» и неограниченным сроком действия. Ранее обозначения бита устанавливались также в ГОСТ 8.417-2002. Для образования кратных единиц применяется с приставками СИ и с двоичными приставками.

Информация - от латинского слова "information", что означает сведения, разъяснения, изложение.

Информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют.

Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей -- в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

Размещено на Allbest.ru

...