Курс лекций тема Экономическая информация как часть информационного ресурса общества

Вид материала

Курс лекций

Содержание База данных (БД) Информационная система Реляционная модель данных. Имя атрибута Этапы проектирования реляционной БД. Логическое проектирование 5.1. Программное обеспечение и его классификация. Программным обеспечением 5.2. Системное программное обеспечение (базовое и служебное). Операционные системы Программные оболочки 5.3. Операционные системы. 5.4. Прикладное программное обеспечение: назначение, возможности, структура. Текстовые процессоры. Настольные издательские системы. Графические редакторы. Табличные процессоры. Средства презентационной графики. Проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ Экспертные системы и информационные хранилища ... Полное содержание

Подобный материал:

• Лекция Экономическая информация как часть информационного ресурса общества, 214.25kb.
• Содержание 38 1 Вопросы для подготовки к зачету/экзамену 2 Пример описания выполнения, 1535.22kb.
• Полный курс лекций по Информационным системам информационные системы, 787.33kb.
• Мониторинг как инструмент разработки и совершенствования стратегий и программ развития, 160.84kb.
• Курс лекций часть 2 Тюмень 2006 удк 159 01 Михеева Е. М., Фалько Г. В. Психология:, 2034.37kb.
• Коммуникация в структуре человеческой цивилизации. Политическая коммуникация как общение, 59.12kb.
• Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), 175.32kb.
• Тема Лекция, 34.13kb.
• Л. В. Козловская социально-экономическая география беларуси курс лекций, 1638.23kb.
• Курс лекций Часть II учебное пособие рпк «Политехник» Волгоград, 1175.06kb.

4.5. Базы данных и информационные системы.

База данных (БД) – это средство накопления и организации больших массивов информации об объектах некоторой предметной области. Она должна отражать текущие данные о предметной области, накапливать, хранить информацию и предоставлять различным категориям пользователей быстрый доступ к данным.

По характеру хранимой информации БД делятся на фактографические и документальные. В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Например, каталог в библиотеке. В документальных БД содержится информация самого разного типа: текстовая, графическая, звуковая. Например, БД законодательных актов в области уголовного права.

Сама база данных включает в себя только информацию. Информационная система представляет собой совокупность базы данных и комплекса аппаратно-программных средств сбора, хранения, передачи и обработки информации. ИС условно можно также разделить на фактографические и документальные. Фактографические ИС выполняют функции обработки БД, содержащих факты – конкретные значения данных о реальных объектах. Документальные ИС обслуживают задачи, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный вопрос. Цель системы – выдать в ответ на запрос пользователя список документов или объектов, в какой-то мере удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям.

По технологии обработки данных БД делятся на централизованные и распределенные. Централизованная БД хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования БД часто применяется в локальных сетях.

Распределенная БД состоит из нескольких, иногда пересекающихся или дублирующих друг друга частей, которые хранятся в памяти различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой БД осуществляется с помощью Системы управления распределенной БД (СУРБД).

По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным и БД с сетевым (удаленным) доступом. Системы централизованных БД с сетевым доступом предполагают две основные архитектуры: Файл-сервер, Клиент-сервер.

Архитектура Файл-сервер предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов), на которой хранится совместно используемая централизованная БД. Остальные машины сети выполняют роль рабочих станций. Файлы БД по запросам пользователей передаются по сети на рабочие станции, где производится в основном обработка данных. Пользователи могут создавать на рабочих станциях локальные БД и пользоваться ими самостоятельно.

Архитектура Клиент-сервер предусматривает, что помимо хранения централизованной БД сервер базы данных должен обеспечивать выполнение объема обработки данных. По запросу клиента с рабочей станции система выполняет поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные передаются по сети от сервера к клиенту.

При проектировании и эксплуатации БД к ней предъявляются следующие требования:

1. Адекватность отображения предметной области (полнота, целостность, непротиворечивость, актуальность данных).
   
2. Возможность взаимодействия пользователей разных категорий; обеспечение высокой эффективности доступа.
   
3. Дружественность интерфейса.
   
4. Обеспечение секретности и конфиденциальности.
   
5. Обеспечение взаимной независимости программ и данных.
   
6. Обеспечение надежности БД; защита данных от случайного и преднамеренного разрушения; возможность быстрого и полного восстановления данных в случае сбоев в системе.
   

Лицом, ответственным за создание, эксплуатацию и сопровождение БД, является администратор базы данных. В его обязанности входит выполнение следующих функций:

1. Анализ предметной области, ее описание, формулировка ограничений целостности.
   
2. Проектирование структуры БД: состава и структуры файлов БД, связей между ними.
   
3. Задание ограничений целостности при описании структуры БД и процедур обработки данных.
   
4. Первоначальная загрузка и ведение БД.
   
5. Защита данных: обеспечение порядка входа в систему; определение прав доступа пользователей к данным; выбор и создание программно-технических средств защиты данных; тестирование средств защиты данных; сбор статистики об использовании данных; обеспечение восстановления БД.
   
6. Анализ обращений пользователей к БД.
   
7. Работа над совершенствованием и динамическим развитием БД.
   

В жизненном цикле БД одним из наиболее важных этапов является этап проектирования, от результатов которого зависит эффективность дальнейшего использования БД в решении задач предметной области. Главная задача, которая решается в процессе проектирования, - это организация данных: интегрирование, структурирование и определение взаимосвязей. Способ организации данных определяется логической моделью. Модель данных – это правила, которые определяют структуру данных, допустимые реализации данных и допустимые операции над данными. Различные формы представления связей между объектами определили существование различных логических моделей данных: иерархическую, сетевую, реляционную.

Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй – объекты второго уровня и т.д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня). При этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами. Примером такой БД является иерархическая файловая система хранения данных.

Сетевая база данных является обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка. Вообще, на связи между объектами в сетевой модели не накладывается никаких ограничений. Примером сетевой БД является Всемирная паутина.

Наибольшую популярность приобрела реляционная модель в силу ее простоты и математической обоснованности. Понятие реляционной модели данных связано с разработками Е. Кодда.

Реляционная модель данных.

Реляционная модель данных представляет собой совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД.

Отношение – любая взаимосвязь между объектами и (или) их свойствами. Различают взаимосвязи между объектами, между свойствами одного объекта и между свойствами разных объектов.

Отношение задается своим именем и списком атрибутов – элементов, связанных этим отношением: <имя отношения>(<список атрибутов>).

Имя отношения выбирается таким образом, чтобы оно поясняло смысл связи между элементами отношения (семантику отношения).

Для описания некоторого свойства объекта или связи используется простейший неделимый элемент данных, называемый атрибутом. Атрибут характеризуется именем, типом, значением и другими свойствами.

Имя атрибута – это условное обозначение атрибута в процессах обработки данных. Оно должно быть уникальным в пределах одного отношения.

Значение атрибута – величина, характеризующая некоторое свойство объекта и связи. Список имен атрибутов отношения и их характеристик называют схемой отношения.

Характеристики атрибутов задают область допустимых значений (ОДЗ) для каждого аргумента отношения.

Кортеж – один экземпляр отношения.

Атрибут или набор атрибутов, которые могут быть использованы для однозначной идентификации конкретного кортежа, называется первичным ключом отношения или просто ключом.

Деталь (<номер детали>, <название детали>, <цвет>, <вес>).

Поставщик (<код поставщика>, <фамилия>, <город>).

Поставка деталей (<код поставщика>, <номер детали>, <количество>).

Другая форма представления отношений – табличная. Каждому отношению соответствует таблица с таким же именем. Атрибуту в таблице соответствует столбец с именем атрибута, а каждому кортежу отношения – строка таблицы. Строка таблицы называется также записью, а значения атрибута – полем записи. Таким образом, реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы – один элемент данных;
  
• все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный или другой) и длину;
  
• каждый столбец имеет уникальное имя;
  
• одинаковые строки в таблице отсутствуют;
  
• порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
  

Реляционные модели имеют ряд достоинств. К ним относятся: простота представления данных благодаря табличной форме, минимальная избыточность данных при нормализации отношений, независимость приложений пользователя от данных, допускающая включение или удаление отношений, изменение атрибутного состава отношений.

Недостатки: более низкая скорость доступа к данным по сравнению с другими моделями, большой объем внешней памяти, не всегда предметную область можно представить в виде набора таблиц.

Этапы проектирования реляционной БД.

Проектирование реляционной БД состоит из трех этапов: концептуального, логического и физического проектирования

Целью концептуального проектирования является разработка БД на основе описания предметной области. Описание должно содержать совокупность документов и данных, необходимых для загрузки в БД, а также сведения об объектах и процессах, характеризующих предметную область. Разработка БД начинается с определения состава данных, подлежащих хранению в БД для обеспечения выполнения запросов пользователя. Затем производится их анализ и структурирование.

Пример.

Имя отношения: Деталь
Поле		Признак ключа	Формат поля
Имя поля	Наименование		Тип	Длина	Точность
Номер детали	Номер детали	*	Числовой	Целое
Название детали	Название детали		Символьный	20
Цвет	Цвет детали		Символьный	20
Вес	Вес детали, г		Числовой	С плавающей точкой	3

Логическое проектирование осуществляется с целью выбора конкретной СУБД и преобразования концептуальной модели в логическую. Разрабатываются структуры таблиц, связи между ними и определяются ключевые реквизиты.

Этап физического проектирования дополняет логическую модель характеристиками, которые необходимы для определения способов физического хранения и использования БД, объема памяти и типа устройств хранения. При физической организации БД имеют дело не с представлением данных в прикладных программах, а с их размещением на запоминающих устройствах.

В результате проектирования БД должна быть разработана информационно-логическая модель данных, т.е. определен состав реляционных таблиц, их структура и логические связи. Структура реляционной таблицы определяется составом полей, типом и размером каждого поля, а также ключом таблицы.

Эксплуатация БД начинается с заполнения БД реальными данными. На этом этапе требуется сопровождение БД – проведение контроля целостности данных, непротиворечивости, резервное копирование, архивирование.


Тема 5. Программное обеспечение ЭИС.

5.1. Программное обеспечение и его классификация.

Программой называется последовательность действий, которая может быть представлена как единое целое в некоторой вычислительной системе и используется для управления поведением этой системы.

Программным обеспечением называется множество всех программ или множество всех программ на конкретном компьютере и сопровождающая их документация.

Все программное обеспечение может быть поделено на три группы: системное, прикладное и инструментальное.

Системное ПО включает компоненты, обеспечивающие организацию и контроль вычислительного процесса, управление процессом размещения информации на внешних носителях и обмена информацией между устройствами, контроль и диагностику технических средств.

Прикладное ПО ориентировано на решение задач прикладного назначения в определенной предметной области. Оно способствует повышению производительности труда пользователей за счет автоматизации рутинных работ.

Инструментальное ПО служит для создания новых программ.


5.2. Системное программное обеспечение (базовое и служебное).

Все программы, входящие в состав системного программного обеспечения можно разделить на четыре группы.

Операционные системы – совокупность программных средств, обеспечивающих диалог пользователя и ПК и управление ресурсами компьютера. Отдельные программы операционной системы начинают работать сразу после включения ПК. Именно они осуществляют диалог пользователя и ПК, управляют ресурсами компьютера (оперативной памятью, местом на внешних носителях информации), запускают в работу прикладные программы, обеспечивают пользователю и прикладным программам дружественный интерфейс.

Примеры операционных систем:

а) MS DOS – дисковая ОС фирмы Microsoft;

б) PC DOS – дисковая ОС фирмы IBM;

в) UNIX – дисковая ОС фирмы Bell Laboratories (используется при работе в сети Интернет);

г) Linux;

д) Windows.

Драйверы – специальные программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению различными устройствами ПК. С их помощью можно подключить к ПК новые устройства или модифицировать использование уже установленных.

Программные оболочки – программы, предоставляющие пользователю альтернативный интерфейс. Примеры: Norton Commander, Windows Commander, Unreal Commander, Total Commander, Far Manager, Dos Navigator и т.д. Следует отметить, что операционная система Windows изначально относилась именно к этому классу программ. Самостоятельной операционной системой она стала, начиная с версии Windows 95.

Утилиты – вспомогательные программы. К ним относятся:

• программы-архиваторы, позволяющие «сжимать» файлы, предназначенные для архивного хранения (WinZip, WinRar, Arj и др.);
  
• антивирусные программы, предназначенные для диагностики и «лечения» программ, поврежденных компьютерными вирусами (Kaspersky, Doctor Web, Panda и др.);
  
• программы диагностики, позволяющие протестировать работоспособность различных устройств ПК и получить справочную информацию о технических возможностях ПК (ScanDisk, Check Disk);
  
• программы оптимизации, «кэширования» и динамического сжатия дисков, программы управления памятью и печатью и т.д.
  

5.3. Операционные системы.

Операционная система (ОС) – это совокупность программных средств, обеспечивающих диалог пользователя и ПК и управление ресурсами компьютера.

Любая ОС выполняет три основные функции:

• загрузку в оперативную память и выполнение всех программ;
  
• управление ресурсами компьютера (оперативной памятью, процессорным временем, файловой системой, внешними устройствами);
  
• диалог пользователя с компьютером, предоставляя удобный способ взаимодействия (интерфейс).
  

Интерфейс – это совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека. Различают пользовательский, аппаратный и программный интерфейс. Интерфейс, удобный для конкретного пользователя, называется дружественным.

Различают следующие виды операционных систем:

• однопользовательские (предназначены для работы только одного пользователя) и многопользовательские (ориентированы на работу в режиме коллективного доступа);
  
• однозадачные (в каждый момент времени возможно выполнение только одной программы) и многозадачные (способны обеспечить одновременное выполнение нескольких задач);
  
• текстовые (работающие преимущественно в режиме командной строки) и графические (позволяющие выбирать и выполнять команды через систему меню, пиктограммы, кнопки);
  
• сетевые (поддерживающие работу сети) и несетевые (не поддерживающие работу сети).
  

В настоящее время наиболее распространенной является ОС Windows, разработанная фирмой Microsoft. Она относится к классу многопользовательских многозадачных сетевых операционных систем, имеющих графический интерфейс. Прообразом данной системы являлась система MS DOS (дисковая операционная система), разработанная в 1981 г. этой же фирмой.


5.4. Прикладное программное обеспечение: назначение, возможности, структура.

К прикладному программному обеспечению относятся несколько типов программ:

1. Прикладные программы общего назначения. Считается, что с ними может работать пользователь, не имеющий специальной подготовки. К этим программам относятся, например, следующие.
   
   1. Текстовые редакторы. Основные функции этого класса прикладных программ заключаются в вводе, редактировании и подготовке текстов к печати.
      
   2. Текстовые процессоры. Основное отличие текстовых процессоров от текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать тексты, но и форматировать их, то есть оформлять. Соответственно, к основным средствам текстовых процессоров относятся средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов, составляющих итоговый документ, а к дополнительным – средства автоматизации процесса форматирования.
      
   3. Настольные издательские системы. Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса подготовки полиграфических изданий. Этот класс программного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматизированного проектирования.
      

От текстовых процессоров настольные издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействием текста с параметрами страницы и с графическими объектами. С другой стороны, они отличаются пониженными функциональными возможностями по автоматизации ввода и редактирования текста. Типичный прием использования настольных издательских систем состоит в том, что их применяют к документам, прошедшим предварительную обработку в текстовых процессорах и графических редакторах.

4. Графические редакторы. Это обширный класс программ, предназначенных для создания (или) обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категории: растровые редакторы, векторные редакторы, программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D-редакторы).
   
5. Табличные процессоры. Электронные таблицы представляют комплексные средства для хранения различных типов данных и их обработки. В некоторой степени они аналогичны системам управления базами данных, но основной акцент смещен не на хранение массивов данных и обеспечение к ним доступа, а на преобразование данных, причем в соответствии с их внутренним содержанием.
   

В отличие от баз данных, которые обычно содержат широкий спектр типов данных (от числовых и текстовых до мультимедийных), для электронных таблиц характерна повышенная сосредоточенность на числовых данных. Зато электронные таблицы представляют более широкий спектр методов для работы с данными числового типа.

Основное свойство электронных таблиц состоит в том, что при изменении содержания любых ячеек таблицы может происходить автоматическое изменение содержания во всех прочих ячейках, связанных с измененными соотношением, заданными математическими или логическими выражениями (формулами). Простота и удобство работы с электронными таблицами снискали им широкое применение в сфере бухгалтерского учета, в качестве универсальных инструментов анализа финансовых, сырьевых и товарных рынков, то есть всюду, где необходимо автоматизировать регулярно повторяющиеся вычисления достаточно больших объемов числовых данных.

1. Средства презентационной графики. Эти программы служат для создания презентаций (слайд-фильмов).
   
1. Методо-ориентированные пакеты прикладных программ отличаются тем, что в их основе реализован определенный экономико-экономический метод решения задачи, такие как методы математического программирования (линейного, динамического и т.д.), методы сетевого планирования, теории массового обслуживания, математической статистик, методы решении линейных уравнений и т.д. Примером является программа Matlab (методы матричной алгебры и вычислительной математики).
   
2. Проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ позволяют решать комплекс задач из конкретной предметной области. К ним относятся банковские прикладные пакеты, системы управления производством, систему финансового менеджмента, правовые справочные системы, браузеры и т.д. Примером таких программ являются программы фирмы 1С, Гарант, Консультант, Парус, Internet Explorer и т.д.
   
3. Средства проектирования. К ним относятся следующие программы.
   

4.1. Системы управления базами данных, предназначенные для создания баз данных и их поддержания. СУБД позволяют управлять большими информационными массивами, обеспечивают ввод, поиск, сортировку данных, составление отчетов. Примерами являются Microsoft Access, FoxPro, Oracle, Paradox и т.д.

4.2. Экспертные системы и информационные хранилища предназначены для облегчения принятия решения. Первые содержат средства создания баз знаний, вторые – средства получения аналитических данных. ЭС позволяют с помощью накопленных знаний о предметной области распознавать и диагностировать сложные процессы, принимать решения, формулировать планы действий, выдвигать и проверять гипотезы. Они имитируют процесс принятия решении человеком-экспертом в данной предметной области.

4.3. Системы искусственного интеллекта позволяют моделировать деловые процессы, производственные и социальные технологии.

4.4. Системы электронного документооборота позволяют реализовать безбумажные технологии на предприятии.

5. Интегрированные пакеты прикладных программ объединяют несколько наиболее часто используемых прикладных программ, например, СУБД, табличный процессор, редактор текстов и т.д.как правило, интерфейс каждого компонента имеет родственный вид, однотипные действия выполняются одинаковыми средствами, что облегчает процедуру освоения всего пакета. Примерами являются Microsoft Office, Works, Open Office, Lotus и т.д.