Лекція 3. Організація машинної та поза машинної інформаційної бази

1. Загальна характеристика поза машинної інформаційної бази підприємства.

2. Машинна структура інформаційного забезпечення автоматизованої інформаційної системи.

3. Основи організації автоматизованого банку даних автоматизованої інформаційної системи.

4. Інфологічне та дата логічне моделювання БД

1. Загальна характеристика позамашинної інформаційної бази підприємства.

До поза машинного інформаційного забезпечення належить – сукупність повідомлень, сигналів і всіх документованих даних (відомостей). Основним носієм інформації у поза машинному середовищі є документи. За ознакою інформації, що міститься, і своїм призначенням (подальшим використанням) документи поділяють на первинні ( вхідні) та похідні (вихідні).

Вхідні документи містять первинну необроблену інформацію.Вони поділяються на нормативно-довідкові та оперативні. Перші належать до умовно-сталої інформації і містять різні регламентуючі норми та нормативи, характеристики різних об’єктів, ціни, тарифи, які тривалий час використовуються в розрахунках без змін. Склад нормативно-довідкових документів визначається характером виробництва й особливістю системи управління об’єктом. На основі цих документів здійснюється первинне завантаження файлів нормативно-довідкових документів, які утворюють нормативно-довідковий інформаційний фонд. До нормативно-довідкових документів належать конструкторські та технологічні документи, довідники, класифікатори, номенклатури-цінники, договори тощо.

До оперативних документів належать облікові прибутово-витратні документи на товари і матеріали, накладні, платіжні документи тощо.

Оперативні документи містять інформацію, що відображає поточний стан об’єкта управління. Інформація первинних оперативних документів служить для введення оперативної інформації в ЕОМ. На їх основі формуються оперативні файли.

Похідні ( вихідні) документи формуються в процесі автоматичного оброблення і ивдаються як результат. Вони формуються на основі інформації оперативних файлів і файлів нормативно-довідкової інформації, містять інформацію, необхідну для прийняття управлінських рішень на різних рівнях управління.

Під час розроблення поза машинної інформаційної бази необхідно дотримуватися вимог щодо їх форми, змісту, порядку заповнення документів.

До засобів організації та введення поза машинної інформаційної бази належать:

- системи класифікації та кодування техніко-економічної інформації, що міститься в документах;

- уніфікована система документації, які містять уніфіковані типові форми документів (формуляри-зразки), рекомендовані для використання;

- методичні та інструктивні матеріали для ведення документів.

На основі системи класифікації та кодування інформації розробляють кодові позначення об’єктів: виробів, деталей, складальних одиниць, технологічного обладнання, технологічних операцій, матеріалів, основних фондів, клієнтів, постачальників, покупців, банків та рахунків. Ознакою класифікації може бути одна з властивостей об’єкта, що дає змогу встановити схожість або відмінність окремих характеристик об’єкта.

Класифікація використовується як основа для кодування ознак у позначенні оюєкта (клас, підклас, група, підгрупа, вид). Одержані кодові позначення оюєктів використовують для автоматизованого упорядкування та пошуку об’єкта, що має задані ознаки, а також для автоматичного формування і розрахунку значень показників у розрізі цієї ознаки.

Опис класифікаційних угрупувань, кодових позначень та найменувань об’єктів міститься в документі, який називається класифікатором.

Сукупність класифікаторів утворює систему класифікації і кодування (складову частину інформаційного забезпечення конкретної АІС)

До складу автоматизованої системи (АІС) входять такі види забезпечення: інформаційне, програмне, технічне, організаційне, правове та лінгвістичне. В процесі створення АС використовують математичне забезпечення.

До складу інформаційного забезпечення АІС входять: класифікатори техніко-економічної інформації, нормативно-довідникова інформація, форми подання і організації даних в системі, у тому числі форми документів, відеограм, масивів та логічні інтерфейси (протоколи обміну даними).

Інформаційне забезпечення АС – це сукупність засобів і методів побудови інформаційної бази, які поділяються на позамашинне та машинне забезпечення.

Позамашинне інформаційне забезпечення включає:

- систему класифікації та кодування інформації;

- систему конструкторської, технологічної і техніко-виробничої документації;

- оперативну документацію;

- систему організації ведення, зберігання, корегування нормативної документації.

Позамашинна інформаційна база становить собою сукупність повідомлень, сигналів і документів, які використовуються при функціонуванні АС у формі, яка сприймається безпосередньо людиною без застосування засобів обчислювальної техніки.

Для підприємств розроблені типові уніфіковані системи документації, розраховані на використання в АІС. Особливе місце серед цієї документації займають системи конструкторської, технологічної та технічної виробничої документації.

Конструкторська документація вміщує конструкторські нормативи, які регламентують порядок виконання робіт із зазначенням обладнання, інструментів і оснащення, професій і розрядів виконавців.

Технологічна документація вміщує технологічні нормативи, які регламентують технічну підготовку виробництва.

Єдина система класифікації та кодування – це комплекс класифікаторів техніко-економічної інформації і нормативних технічних матеріалів, які регламентують основні положення системи; порядок розробки і затвердження класифікаторів; порядок їх взаємодій та введення.

Нормативно-довідникова інформація – це система науково и технічно обґрунтованих нормативів, які характеризують кількісну міру різних елементів процесу виробництва.

Нормативно-довідникові масиви – це комплекс відомостей про різні норми, нормативи і віднесені до них довідникові дані.

Довідники – це перелік даних, які однозначно характеризують стан об'єкту в певний період часу і дозволяють виділити цей об'єкт з великої кількості других. Довідники складають базове інформаційне забезпечення АІС.

Структура поза машинної інформаційної бази

Під час створення позамашинної інформаційної бази комп’ютерної ситеми виконують такі дії:

- формалізація даних;

- вибір форм первинних документів і машинних носіїв;

- вибір способів і засобів фіксуваня інформації у первинних документах і на машинних носіях;

- розробка форм вихідних документів;

- визначеня та розробка логічної структури бази даних;

- вибір системи керування базою даних;

- організація раціонального документообігу.

Дані позамашиної сфери мають бути перенесені на машинний носій, де вони створюють внутрімашинну інформаційну базу.

1. Машинна структура інформаційного забезпечення автоматизованої інформаційної системи

Позамашинна інформаційна база, перенесена на машинні носії, називається машинною або внутрімашинною.

Основним її завданням є адекватне відображення об’єкта управління в памяті ЕОМ і забезпечення інформаційних потреб для задач управління.

Структура внутрімашинної інформаційної бази

Внутрімашинна інформаційна база є сукупністю взаємозв’язаних масивів інформації і становить інформаційний фонд автоматизованої інформаційної системи.

Метою організації і підтримки інформаційного фонду є інформаційно-довідкове обслуговування управлінського персоналу, тобто задоволення всіх видів інформаційних потреб. Це обслуговування реалізується у формі оброблення запитів до інформаційного фонду.

Інформаційний фонд відображає стан об’єкта управління і є машинною памятю системи. Від його організації залежить ефективність функціонування автоматизованої інформаційної ситеми. Основний принцип організації інформаційного фонду – гнучкість його побудови.

Суть принципу гнучкості полягає у виконанні двох умов:

- організація інформаційного фонду має забезпечувати можливість постійного нарощування і розширення без докорінної перебудови його структури;

- необхідно мати програмні засоби організації інформаційного фонду, що дають змогу підтримувати будь-яку необхідну кількість інформаційних файлів.

1. Основи організації автоматизованого банку даних автоматизованої інформаційної системи

Автоматизований банк даних (АБД) – це система інформаційних, математичних, програмних, мовних, організаційних, технічних засобів, які необхідні для інтегрованого нагромадження, зберігання, актуалізації, пошуку і видачі даних.

Основні складові АБД – база даних і система керування базою даних (СКБД)

База даних – поіменована, структурна сукупність взаємопов’язаних даних, що характеризують окрему предметну область і перебувають під управління СКБД.

Бази даних відіграють величезну роль в сучасному світі. Все з чим ми повсякденно стикаємось в житті, швидше за все зареєстровано в тій чи іншій базі. Вміння працювати з базами даних сьогодні є однією із найважливіших навиків при роботі з комп’ютером, а спеціалісти в цій області ніколи не залишаться безробітними.

Зберігання інформації – одна із найважливіших функцій комп’ютера. Одним із найпоширеніших засобів такого зберігання є бази даних.

База даних – це файл спеціального формату, що містить інформацію, структури зовану певним чином. термін база даних часто асоціюється з роботою на комп’ютері, хоча насправді це значно ширше поняття. Адже звичайний записник, скринька з картотекою, телефонний довідник також є своєрідною базою даних. Тобто фактично база даних з’явилась ще задовго до появи ЕОМ.

База даних – це набір впорядкованої інформації, об’єднаної в єдине ціле. База даних об’єднує в собі як набір самих даних, так і спосіб їх організації. Причому на д БД можна проводити операції обробки даних (сортування, фільтрування і т.д.)

Структура бази даних.

Більшість баз даних мають табличну структуру. Як ми знаємо в табличній структурі адреса даних визначається перетином рядків та стовпців. В базах даних стовпці називаються полями, а рядки – записами. Поля ж створюють структуру бази даних, а записи створюють інформацію, яка в ній міститься. Для того, щоб легко засвоїти поняття структури бази даних, потрібно уявити собі пусту базу, в якій поки що немає ніяких даних. Не дивлячись на те, що даних в базі немає, інформація в ній все ж таки є. Це структура бази, тобто набір полів. Вони визначають, що буде записано в цю базу та в якому вигляді.

Найпростіші бази даних

Найпростіші бази даних можна створювати, не використовуючи спеціальних програмних засобів. Щоб файл вважався базою даних, інформація в ній повинна мати структуру (поля) та бути сформована так, щоб вміст сусідніх полів легко відрізнявся один від одного. Найпростіші бази даних можна створювати навіть в текстовому редакторові Блокнот, тобто звичайний текстовий файл при певному формуванні також може вважатись базою даних. Існує принаймні два формата текстових баз даних:

1. із заданим розділювачем (крапка, кома, риска і т.д.)

2. із фіксованою довжиною поля.

Не дивлячись на „примітивність” таких баз даних, потужні системи керування управління базами даних дозволяють імпортувати подібні файли і перетворити їх в „справжні” бази даних. тому, якщо в організації поки не має системи керування базою даних, то дані можна зберігати в текстовому файлі, а потім коли така система з’явиться, дані не пропадуть і будуть успішно імпортовані.

Рисунок 2 Текстова база з фіксованою довжиною полів в редакторі Блокнот

Однією із характеристик бази даних є наявність зв’язків між певними даними в базі. За способом встановлення зв’язків між даними в БД (за структурою) їх поділяють на :

1. ієрархічні;

2. сіткові;

3. реляційні.

Ієрархічна структура БД – це структура, в якій дані зв’язані між собою односторонніми залежними вертикальними зв`язками від старших вершин до молодших. Кожен елемент зв’язаний хоча б з одним вищестоячим та декількома нижчестоячими елементами даних. Це полегшує доступ до інформації, але тільки тоді, коли всі можливі запити відображені в структурі дерева. Будь-які інші запити в жодному разі не можуть бути реалізовані. Прикладом ієрархічної структури БД може бути організація каталогів на диску, програмне забезпечення комп’ютера (операційні системи (однозадачні, багатозадачні, сервісні); прикладні програми ( текстові редактори, електронні таблиці, графічні редактори, оболонки СКБД); мови програмування ( низького рівня, високого рівня, об’єктно –орієнтовані, візуальні середовища)та апаратне забезпечення ( Системний блок: материнська плата, процесор, оперативна пам’ять, носії інформації та периферійні пристрої ( введення, виведення, засоби комунікації)).

Сіткова структура БД – це структура, в якій кожен елемент даних зв’язаний із всіма сусідніми незалежними та рівноправними горизонтальними зв’язками. Теоретично кожний елемент даних повинен бути зв’язаний одночасно зі всіма елементами (зв’язок „всіх до всіх”), але оскільки практично реалізувати це неможливо, то доводиться встановлювати деякі обмеження. Така структура значно розширює можливості створення запитів до БД, але оскільки кожний елемент даних повинен містити посилання на дуже велику групу інших елементів, це призводить до надмірного перенасичення зв’язками. Тобто, основним недоліком сіткової структури БД є дуже великі затрати як дискової, так і оперативної пам’яті ПК, а це в свою чергу, знижує швидкість обробки даних.

Реляційна структура БД – це структура, в якій дані організовані в формі двовимірної таблиці по колонках і рядках. В теорії множин таблиці відповідає термін відношення, який і дав назву даному типу структури. Перевагою реляційної моделі є відносна простота інструментальних засобів її підтримки, а недоліком – жорсткість структури ( неможливо, наприклад, задати рядки таблиці необмеженої довжини) і залежність швидкості роботи від розміру БД,

Рядки в реляційній базі даних називають записами, а колонки – полями. Прикладом такої БД може бути база даних працівників певного підприємства. Якщо цю інформацію занести в двомірну таблицю в такому порядку : перша колонка – порядковий номер, друга – прізвище та ініціали, третя – посада, четверта – дата народження і т.д., то буде отримано звичайну реляційну БД. Полями цієї бази даних будуть: порядковий номер, прізвище і т.д., а записами повна інформація про кожну особу зокрема..

Крім цього, одна таблиця, що є складовою реляційної БД може містити зв’язки з іншими таблицями. Це дозволяє розмежовувати інформацію за певними категоріями і спростити пошук потрібних записів.

Всі СКБД дозволяють користувачу вводити, редагувати, переглядати та роздруковувати інформацію, що міститься в одній або в кількох таблицях. В такій інтерпретації вони мало чим відрізняються від електронних таблиць. Щоб все ж таки визначити різницю між електронною таблицею та реляційними СУБД, звернемо увагу на три основних моменти:

1. Всі реляційні СУБД призначені для обробки дуже великих об’ємів даних.
2. В реляційній СКБД таблиці можна легко зв’язувати, представляючи їх дані у вигляді однієї таблиці. Користуючись електронними таблицями це зробити досить складно.
3. В реляційних СУБД дублювання інформації зведено до мінімуму. Практично повторюються лише коди, що зв’язують дані декількох таблиць.

Існують програми управління базами даними, в яких зв’язування таблиць непередбачено, вони називаються процесорами плоских файлів. Вони використовуються в основному для ведення найпростіших списків таких як список прізвищ, адрес та телефонів.

Завдячуючи тому, що відсутнє дублювання даних, для реляційних СКБД значно знижуються вимоги до пам’яті та дискового простору.

Якщо ви створюєте базу даних для обліку замовлень, то її користувач не повинен вводити реквізити клієнта більше одного разу. Кожному клієнту потрібно присвоїти унікальний код, та всю інформацію про клієнтів разом із кодами помістити в окрему таблицю, і щоб вказати яким клієнтам зроблене замовлення користуватись кодами клієнта. Аналогічно в таблицю замовлень не слід вносити детальну інформацію про товар, лише код. Інформація про товар повинна бути внесена в окрему таблицю, де кожний товар описаний лише один раз. Таким чином запис в таблиці замовлень буде складатись із номеру замовлення, коду клієнта, коду товару та кількості. При такій схемі збереження інформації введення даних про замовлення значно спрощуються.

Отже, таблиці замовлень, товарів та клієнтів зв’язані між собою за допомогою кодів. Коди є унікальними внаслідок чого по коду клієнта можна зразу знайти запис про нього а таблиці клієнтів, а по коду товару – запис в таблиці всіх товарів. При виведенні інформації про замовлення на екран до записів таблиці приєднується інформація із таблиць клієнтів та товарів, здійснюється це так званим об’єданнням або зв’язуванням таблиць. отримана внаслідок віртуальна таблиця містить повну інформацію про замовлення, зібрану із декількох вихідних таблиць.

Вирішення проблеми багаторівневого представлення предметної області в БД розв’язується введенням трьох рівнів: зовнішнього, концептуального і внутрішнього.

Концептуальне проектування БД - відображає предметну область загалом. Дані можна використовувати, якщо вони відображені концептуальною моделлю (дата логічною).

Концептуальна модель:

- описує логічну структуру всієї БД;

- не залежить від конкретної СКБД;

- не вимагає докладної інформації фізичного проектування;

- наведена в схемах «об’єкт – зв’язок», опису даних (метаданих).

Зовнішне проектування БД – створюється як складова частина планування ІС для організації, але не для проектування конкретної БД. Ця модель показує обєкти високого рівня в організації та зв’язки між ними в графічній формі.

Внутрішнє (фізичне) проектуваня БД – використовує технологію зберігання і доступу до данних і формує фізичну модель БД, яка містить структури зберігання даних у памяті ЕОМ, включаючи опис форматів даних, порядок їх логічного чи фізичного упорядкування, розміщення за типами пристроїв, а також характеристики і шляхи доступу до даних.

Внутрішня (фізична) модель:

- описує фізичну структуру всієї БД;

- конкретизує як дані з концептуальної моделі зберігаються у вторинній памяті;

- специфікації включають структури фізичних файлів і данних, організацію збереження.

При проектування фізичної БД необхідно:

- обрати СКБД;

- обрати пристрої памяті;

- визначити методи доступу;

- спроектувати файли та індекси;

- визначити стратегію оновлення БД.

Для керування базами даних на ПК створюють спеціальні програми, які називають системами керування базами даних.

СКБД – програмно – логічний апарат, який організує систему створення, оновлення і розв’язання основного компонента системи баз даних, забезпечує вибірку даних із баз.

Будь-який пакет програм СКБД повинен містити:

1. середовище користувача, що надає можливість безпосереднього керування даними БД за допомогою клавіатури та миші;

2. алгоритмічна мова для створення вузькоспеціалізованих програм обробки БД;

3. компілятор для надання створеній програмі закінченого комерційного продукту в формі незалежного ехе – файлу чи програмного пакету;

4. модулі швидкого програмування операцій, які вимагають великих затрат робочого часу користувача (створення звітів, меню користувача і т.д.)

Наявність в СКБД мови програмування дозволяє створювати складні системи обробки даних, які орієнтовані на конкретні задачі і навіть для конкретного користувача. Існують також СКБД, які мають в своєму розпорядженні лише мову програмування і не мають оболонки. Вони призначені виключно для програмістів – це системи так званого компіляційного тину, які важко назвати СКБД і тому їх часто називають просто компілятори баз даних.

На сьогоднішній день СКБД, що підтримують сіткову модель майже не використовують. оскільки реляційні системи менш вимогливі до апаратного забезпечення і повністю задовольняють більшість користувачів. Класифікація сучасних СКБД:

За призначенням і галузями СКБД поділяють на:

1. спеціалізовані СКБД, наприклад, для зберігання графічної геофізичної інформації;

2. СКБД загального використання, які призначені для вирішення широкого кола користувацьких задач, наприклад: складський облік, відділ кадрів та ін.

За складністю і функціональними можливостями:

1. СКБД для персонального використання (ACCESS, FoxPro)

2. СКБД, які функціонують в режимі клієнт-сервер

СКБД для персонального використання працюють на одному окремо взятому ПК, або в локальній мережі. При цьому використання спільної для багатьох користувачів БД практично не можливе.

На відміну від попередніх СКБД, які функціонують в режимі клієнт-сервер дозволяють працювати з єдиною, спільною для всіх користувачів БД, яка розміщена на файл-сервері. Крім цього сервер здійснює обробку запитів до БД, що поступають від клієнтів і передає їм готові результати. Це дозволяє значно зменшити потік даних, що проходять по мережі. Сервер здійснює обробку запитів до бази значно швидше, в порівнянні з ПК, оскільки в ролі серверу використовують більш потужні комп’ютери.

Найбільш поширеною програмою керування БД є Access. Вона містить всі необхідні функціональні параметри, потрібні для роботи з реляційними базами, а також вона є досить простою в освоєнні, входить в пакет офісних програм.

4. Інфологічне та дата логічне моделювання БД