Преимущества централизации управления данными

Информация, данные, знания.

Информация – любые сведения о каком - либо событии, сущности, процессе и т.п., являющиеся объектом некоторых операций: восприятия, передачи, преобразования, хранения и использования.

Данные – относятся к способу представления и хранения. Способ их представления – арабские цифры. Данные становятся информацией, когда появляется их интерпретация (смысл).

Знания – логическая обработка данных занесённых в систему.

Аспекты работы с данными

1) Определение данных

2) Манипулирование данными – read, Write, Delete, edit

3) Администрирование данных – это управление системой.

Понятие об информационных технологиях

Информационные технологии – это процесс, где на входе информация, и на выходе информация. Они существовали всегда, но это понятие сформировалось недавно.

IDEF0 – стандарт.

Управляющая информация влияет на принятие решения, но не является входной(сверху).

Механизм – то, с помощью чего было принято решение. Реализует процесс.

Особенности и задачи ИС

Информационная система – некоторая система, реализующая часть информационной технологии.

 ИС создает некую среду для работы пользователя: хранение информации, поиск, обработка, управление.

 Специфика системы: долго живут, стоят дорого, создает среду для работы пользователя, системы развиваются и создаются коллективно.

Файл, запись, поле.

Файл – любой набор данных, состоящих из элементов одинаковой структуры (записей).

Запись – структура состоящая из полей.

Поле – минимальная поименованная структура данных.

Файл – Кадры;Запись – Личное дело;Поле – ФИО.

Файловые информационные системы (ФИС)

ФИС – решение задач ИС путём использования нескольких файлов внешней памяти, каждый из которых хранит данные с фиксированной структурой.

Недостатки:

1) Работа с данными на внешнем уровне, влекла к снижению производительности труда.

2) Изменения в структурах данных из-за появления новых задач приводили к необходимости изменения кода ранее написанных приложений. Чем крупнее была ФИС, тем медленнее она развивалась.

Идея СУБД, отличие от ФИС

СУБД – система управления базами данных – некоторая специализированная система программирования, предназначена для создания среды хранения, обработки и управления данными. Данные представляются в виде специальным образом организованных файлов, хранящих как пользовательскую информацию, так и служебную, необходимую для работы СУБД. СУБД – механизм позволяющий разрабатывать доступ данных не на физическом уровне, а на логическом. СУБД преобразовывает логический вопрос в физический вопрос памяти. Оперируем именами, а не физическими данными.

           8. Определение банка данных. Требования к БнД

Банк данных – специализированная подсистема ИС, включающая в себя комплекс видов обеспечения, для поддержания информационной модели с целью обеспечения, обработки информационных запросов пользователя.

Требования:

Удовлетворять актуальным информационным потребностям внешних пользователей, обеспечивать возможность хранения и модификации больших объемов многоаспектной информации.

Обеспечивать заданный уровень достоверности хранимой информации.

Обеспечивать доступ к данным только пользователям с соответствующими полномочиями.

Обеспечивать возможность поиска информации по произвольной группе признаков.

Удовлетворять заданным требованиям по производительности при обработке запросов.

Иметь возможность реорганизации и расширения при изменении границ ПО.

Обеспечивать выдачу информации пользователю в различной форме.

Обеспечивать простоту и удобство обращения внешних пользователей за информацией.

Обеспечивать возможность одновременного обслуживания большого числа внешних пользователей.

Преимущества централизации управления данными

Одни и те же данные вводятся один раз.

Преимущества:

1) Сокращение избыточности хранимых данных;

2) Устранение противоречивости хранимых данных;

3) Много аспектное использование данных;

4) Комплексная оптимизация;

5) Обеспечение возможности стандартизации;

6) Обеспечение возможности санкционированного доступа к данным.

           10. Жизненный цикл инженерного изделия

1) Появление и осознание потребности в новом изделии, материале, технологии;

2) Проведение исследований, результатом которых является заключение о возможности и путях создания данного изделия;

3) Проектирование, результат которого – создание опытного образца;

4)Производство на основании проектной документации, осуществляется выпуск готовых изделий или использование технологий;

5) Эксплуатация, тех.обслуживание, ремонт;

6) Утилизация.

           11. Модели жизненного цикла разработки ИС

Модель ЖЦ – структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач, выполняемых на протяжении ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики ИС и специфики условий, в которых последняя создаётся и функционирует. Существует: задачная, каскадная, спиральная.

           12. Жизненный цикл программного обеспечения и ИС

1) Фаза определения требований и анализа;

2) Фаза проектирования;

3) Фаза реализации;

4) Фаза внедрения.

5) Фаза сопровождения

           13. Задачная, каскадная(системная) и спиральная модель технологии создания ИС.

Задачная- очень плохая. =Нельзя таким образом создать систему. Используется этот подход тогда, когда нудно быстро что-то сделать и потом это модно выбросить. Не отвечают за целостность данных. Показательная методика.

Каскадная

Анализ→Проектирование→ Реализация→Испытание и внедрение- сопровождение

Каждый этап должен идти полностью. Но иногда возникают петли(возврат).

Спиральная (четыре первые по циклу)

           14. Общая технологи создания ИС и АС

Интерфейс – способность представления данных. Бизнес-логика – процедурная часть (правила, что проверяются).

1) Анализ – определяется существующая технология, разрабатывается под систему, категории пользователей, для каждой категории разрабатывается перечень задач.

2) Проектирование – построение логической (инфологической, концептуальной) модели. Концептуальная МД – взгляд на данные с позиции пользователя. Инфологическая модель – с позиции проектировщика БД. Физическая модель привязывается к конкретной СУБД, позволяет получить пустую базу данных. Все 3 модели делаются с помощью CASE средств.

3) Реализация

4) Внедрение

           15. Этапы проектирования БД

1) Пред проектное обследование

2) Техническое задание

3) Технический проект

4) Рабочий проект

5) Испытания и внедрение

Проектируется на двух уровнях : инфологическое (локальное, потом глобальное), физическая модель.

           16. Предприятие как открытая система. Метаболизм предприятия.

Открытая система – система, что обменивается с внешней средой некой субстанцией. Потоки обмена: - финансовые

                                                                          - кадровые

                                                                          - энергетические

                                                                          - материальные

                                                                          - информационные

ИС отображает эти потоки в виде информации. Все процессы преобразования отображаются процессами переработки информации. На этом этапе анализа анализируем реальную информацию. Задача: построить информационную модель работы предприятия. Охватывает события, потоки субстанций, процессы.

           17. Моделирование потоков данных(DFD -диаграммы)

Прямоугольник – источник и приёмник данных

Овал – процесс

Стрелочка – поток данных

Недорисованный прямоугольник с палочкой – накопитель данных.

Источник – все, что не входит в саму ИС(клиент в фирме). Он остается для нас закрытым.

Процесс – для него известен алгоритм. Может состоять из других. То, что будет делать система(система + человек)

Поток – состоит из стандартных информационных объектов (анкета, чек)

Накопители – устройства, в которых хранятся данные на постоянной основе.

DFD -0 – модель в крупном плане;

DFD -1 – структурный подход;

DFD -2 – разбиение на задачи.

           18. Матрицы событий (ELM)

С помощью матриц событий строится список событий и описывает различные воздействия внешних сущностей или подсистем ИС и реакцию проектируемой части ИС на них.

S-событие(стимул)→A(афектор)→R(реакция)

Бывают события N-нормальные и NN-ненормальные. Под нормальным событием будем понимать такое событие на которое предусмотрена реакция ИС, а ненормальным – на которое не предусмотрено.

           19. Методология SADT

Методология IDEF0 является следующим этапом развития известного графического языка описания функциональных систем SADT. Делалось это под программу ICAM. Одним из требований к IDEF после SADT было наличие эффективной методологии взаимодействия в рамках «аналитик-специалист».

IDEF0 – методология функционального моделирования;

IDEF1 – методология моделирования информационных потоков внутри системы;

IDEF1X – методология для реляционных структур (относится к типу «Сущность-взаимосвязь»);

IDEF2 – методология динамического моделирования развития систем;

IDEF3 – методология документации процессов;

IDEF4 – методология для объектно - ориентированных систем.

           20. Понятие модели данных (МД). Сильно и слабо структурированные МД.

Модель данных – множество объектов и множество отношений: <Ω,О>.

Ω – множество объектов, О – набор отношений.

Модели данных в информационных технологиях – сильно структурированные(объекты описывающиеся структурами, анкетирование) и слабо структурированные (структура не полностью определена, фотографии, картинки, текст). Для слабо структурируемых используются документы и другие объекты в виде строк. Сильно структурируемые – реляционная МД.

           21. Модель «Сущность-связь»

Для построения сильно-структур. Моделей данных используется язык ERD(сущность-связь)

Сущность – множество объектов одинаковой структуры. Сущности берутся из задач.

Студент – сущность

           22. Атрибуты, домены. Правила для атрибутов, ключи.

Сущность задается структурой (атрибутами).

Правила: 1) Атрибуты не упорядочены;

2) В множестве не может быть 2-х одинаковых экземпляров;

3) Все атрибуты – атомарные (не могут быть структурой);

4) Отсутствие повторяющихся групп;

5) Смысловая однозначность.

Один или несколько атрибутов, которые однозначно определяют экземпляр сущности – ключ. Ключ должен быть не избыточным. Первичный ключ – то, что с минимальной вероятностью изменится. Другие ключи – альтернативные, физически не связывают БД.

В сущности ключ – обязательно.

Домен – специально введённый тип данных (пользовательский). Позволяют ограничить вводимые данные.

Типы связей.

Связь модели – глагол, который соединяет экземпляры сущности.

Виды бинарных связей:

1:1 – связью связывается 1 экземпляр 1 сущности с 1 из другой.

1:N – связью связывается 1 экземпляр 1 сущности ко многим из другой

N:M – связью связывается N экземпляр 1 сущности c M из другой

           24. степени связи. Зависимость по коду

Степень связи: 1-обязательно; 0-необязательно

∆ - показывает, что ключ сложный. Каскадное удаление – если удалён родительский экземпляр, то удаляются и порожденные экземпляры.

           25. N-арные связи.

Рыбак А предпочитает ловить рыбу В в пруду С снастью Д на наживку Е.

           26. Композиция связей

 Композиция связи - логическим следствие других связей этой модели. Такая связь – лишняя(ее можно восстановить из других), подлежит удалению, т.к. это может привести к нарушению целостности.

           27. Типы и подтипы (роли)

Вводится супер - тип сотрудник(должность,ФИО,адрес), и от него рабочий, секретарь, охранник.

           28. Понятие жизненного цикла объекта (экземпляра сущности). Начало, конец, координация ЖЦ.

Граф ЖЦ показывает в каких циклах находится объект

Начальное состояние – состояние , когда объект появляется в БД

Конечное состояние – состояние, когда объект перестает изменяться

ЖЦ между собой координируется. В БД ЖЦ отображаются:

- вводится специальный атрибут;

- через связи

Координация ЖЦ: некоторые объекты могут быть связаны информационно (автомобиль в ремонте, водитель не может быть в рейсе).Такое надо отслеживать.

           29. Ограничения целостности. Бизнес – правила.

Целостность – отсутствие ошибок и противоречий в БД.

Ограничение целостности – логическое условие в БД, любые правила или предикаты, которые могут не выполнятся в следствии чего утрачивается целостность:

1) внешние (требуется написание спец программ);

2) внутренние (проверка типов данных и доменов, действия над ними).

Бизнес – правило – подкласс внешних ограничений целостностей, ограничения, характерные лишь для данной организации.

           30. Локальные инфологические модели

Локальная – строится для  определенного пользователя, отображает необходимые для решения его задач объекты.

           31. Построение глобальной инфологические модели

Локальные после объединяют, получают глобальную, недоступна никому кроме админа. Глобальная строится: путем объединения при соблюдении правил.

1) согласовать словари –устранить омонимы и синонимы. В одном атрибут, в другом уже сущность.

2) Обобщаются ограничения целостности и бизнес-правила.

3) Возможно возникновение композиций.

4) производится нормализаций глоб. модели

5) локальные корректируются так, чтобы они соответствовали глоб.

           32. Реляционная модель данных

Физическая модель:

- Иерархическая система

- Сетевая модель (построена не на дереве, а на графе)

В реляционной модели выделено 3 части:

1) структурная – описывает объекты, объекты – унарные таблицы.

2) манипуляционная – алгебра и реляционное исчисление, их описывают.

3) целостная – целостность сущности и ссылок(описывает ограничения).

В реляционной модели данных всего 1 тип данных – n-арные связи, т.е. таблица и набор операций работы с ней. Была создана реляционная алгебра и реляционное исчисление (с переменными кортежами и переменными доменами).

           33. Отношение и его свойства

В структурной части определяются основные понятия:

- тип данных – счетчик, строковые, числовые, битовые строки, дата,  время, деньги;

- домен (введённый пользователем тип данных)

- кортеж (строка) – задает схему отношения.

- отношение (множество кортежей такого вида)

Все столбцы должны быть элементарны.

Схема отношений: R(<a1t1>, <a2t2>,…,<antn>). Часто записывают упрощенно: R(a1…an).

Совокупность всех отношений – схема базы данных.

Свойства отношений:

1) отсутствие кортежей дубликатов (в таблице не может быть 2 одинаковых строк);

2) отсутствие упорядоченности кортежей (перетасовав таблицу, она не изменится);

3) отсутствие упорядоченности атрибутов;

4) атомарность значения атрибутов (все атрибуты – не массивы, не структуры).