Информационные системы

Описывают происходящие в моделируемом объекте бизнес-процессы.

Например:

Заключать договора аренды

Сопровождать хранение информации об объектах недвижимости

Определяют обрабатываемые бизнес процессами информационные потоки. Например, отправка договора менеджеру.

Разрабатывают концептуальную модель системы, которая представляет собой описание моделируемого объекта, присущих ему бизнес-правил, потоков  и хранилищ данных

Примечание: Потоки данных – это прообразы процедур приложения, а хранилища данных – таблиц БД.

Подводя итог, можно отметить, что построение концептуальной модели системы в соответствии с IDEF0 и DFD-методологией позволяет прийти к общему с заказчиком представлению о проектируемой ИС.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЕЙ  И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БД.

На данном этапе проектирования ИС:

• На основе анализа назначения потоков концептуальной модели определяют модули приложений, которые позволяют реализовать функции системы
• Проектируют концептуальную схему БД. Эта схема не зависит от конечной реализации БД и аппаратной платформы.

При разработке ИС немаловажную роль играет выбор среды. Объектно-ориентированная  методология позволяет рассматривать  разработку прикладных систем, как  процесс их конструирования из готовых  классов.

Модули проектируемого приложения можно определить на основе назначения потоков концептуальной модели.

Проектирование БД.

Возникновение ситуаций «аномалия удаления» и «аномалия  добавления».

Необходимость разделения данных.

Модель данных должна состоять из совокупности файлов.

Разделение данных обеспечивают следующие модели: иерархическая, сетевая, реляционная и объектно-ориентированная. Они по разному связывают данные таблиц данных.

Структуры данных иерархической  и сетевой моделей

В иерархической модели данные упорядочены как главные (родительские) и подчиненные (дочерние). Достоинством является простота описания предметных областей с иерархической структурой. НО поиск информации возможен только сверху вниз. Почему? Физическое представление логической структуры иерархических моделей в компьютере – это совокупность записей различных типов, каждая из которых ссылается только на следующую

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Связь данных в  иерархической модели

 

Лекция 3

3.1.Классификация банков  данных

Банки данных являются сложными системами. и их классификация может быть произведена как для всего банка данных в целом, так и для каждого его компонента отдельно; классификация для каждого компонента может быть проведена по множеству разных признаков.

3.1.1. Классификация баз  данных

Центральным компонентом  банка данных является БД и большинство  классификационных признаков относится именно к ней. По форме представления информации различают визуальные и аудиосистемы, а также системы мультимедиа. Эта классификация показывает, в каком виде информация хранится в БД и выдается пользователям. «Изображение» используется в широком смысле: текст, графика, фото, карты, анимационные изображения. Классификация способов представления информации – это самостоятельная проблема.

По характеру организации данных БД могут быть разделены на неструктурированные, частично структурированные и структурированные. Этот классификационный признак относится к информации, представленной в символьном виде. К неструктурированным БД могут быть отнесены БД, организованные в виде семантических сетей. Частично структурированными можно считать БД в виде обычного текста или гипертекстовые системы. Структурированные БД требуют предварительного проектирования и описания структуры БД. Только тогда БД такого типа могут быть заполнены данными.

Структурированные БД по типу использованной модели делятся  на иерархические, сетевые, реляционные, смешанные и мультимодельные. Классификация по типу модели распространяется не только на БД, но и на СУБД.

В структурированных  БД различают несколько уровней информационных единиц, входящих одна в другую. Число уровней может быть различным даже для систем, относящихся к одному и тому же классу. Большинство структурированных систем поддерживают уровень поля, записи и файла. Эти информационные единицы могут называться в разных системах по-разному, но суть остается одной и той же: полю соответствует наименьшая семантическая единица информации; совокупность полей или иных более сложных ИЕ, если они допустимы в конкретной СУБД, образует запись, а множество однотипных записей представляет файл базы данных. В последнее время большинство СУБД поддерживают в явном виде и уровень БД как совокупности взаимосвязанных файлов БД.

В иерархических и  сетевых моделях между информационными  единицами (записями разных файлов) могут задаваться связи. Графическое представление иерархической модели представляет граф типа «дерево». Сетевая модель – граф типа «сеть». Входом в такую структуру может являться любая вершина.. Каждая вершина может иметь несколько порожденных и/или несколько исходных вершин. Между парой вершин может быть объявлено несколько связей. Подавляющее большинство СУБД поддерживает простые сетевые структуры, т.е. между каждой парой типов записей поддерживается отношение 1 :М. Направление и характер связи в сетевых моделях не являются очевидными. Как в случае иерархической модели, поэтому при изображении структуры БД направление связи должно быть указано. В сетевой модели с однотипными файлами каждый файл может служить входом в структуру. Пара связанных файлов называется набором. В наборе тот файл, от которого идет связь называется владельцем набора, а файл, к которому направлена эта связь – членом набора. Тип файла жестко не зафиксирован.

Кроме сетевых моделей  с однотипными файлами существуют модели и с разнотипными файлами. В них различают основные (главные) и зависимые файлы. Вход в структуру возможен только через главные файлы. Связываться могут только записи разных типов.

Связи в иерархических  и сетевых моделях описываются  при проектировании БД. Чаще всего эти связи при хранении данных в БД передаются посредством адресных указателей. Иерархические и сетевые модели БД не накладывают ограничений на тип внутризаписной структуры. в принципе она может быть любой: как простой линейной (состоять из простых полей, следующих в записи друг за другом), так и сложной иерархической. включающей различные составные единицы информации (векторы, повторяющиеся группы и т.д.). Конкретные СУБД накладывают ограничения на допустимые в них информационные единицы, характер связей между ними, порядок их расположения в записи, а также часто имеют количественные ограничения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.1.Схема сетевой  модели с однотипными файлами

 

 

 

 

 

 

Рис.3.2. Схема сетевой  модели с разнотипными файлами. (Г- главный файл, З- зависимый файл)

 

В реляционных моделях  связи между записями разных таблиц БД определяются динамически в момент выполнения запроса. Эти связи устанавливаются по равенству значений соответствующих полей (полей связи), содержащихся в каждом из связанных файлов/таблиц. Другой отличительной чертой реляционных моделей является ограничение на внутризаписную структуру и могут содержать только простые поля. Эти особенности играют решающую роль при проектировании структуры БД.

Третьей отличительной особенностью реляционных моделей является использование теоретико-множественных языковых средств: реляционной алгебры или реляционного исчисления.

По типу хранимой информации БД делятся на документальные, фактографические и лексикографические.

Среди документальных БД различают библиографические, реферативные и полнотекстовые.

К лексикографическим БД относятся различные словари (классификаторы, многоязычные словари, словари основ  слов и т.п.)

В системах фактографического  типа в БД хранится информация об интересующих пользователя объектах предметной области в виде фактов; в ответ на запрос пользователя выдается требуемая информация об интересующем его объекте или сообщение о том, что информация отсутствует.

В документальных БД единицей хранения является какой либо документ и пользователю в ответ на запрос выдается либо сам документ либо ссылка на него. БД документального типа могут быть организованы по разному: без хранения и с хранением самого исходного документа на машинных носителях. К системам первого типа можно отнести реферативные и библиографические, а также БД – указатели.

Специфической разновидностью БД являются БД форм документов. Они  обладают некоторыми чертами документальных систем и специфическими особенностями (документ ищется не с целью извлечь информацию, а с целью использовать его в виде шаблона).

В последние годы активно  развивается объектно-ориентированный  подход к созданию ИС. Объектные  БД организованы как объекты и  ссылки к объектам. Объект представляет собой данные и правила, по которым осуществляется операция с этими данными. Объект включает метод, который является частью определения объекта и запоминается вместе с объектом. В объектных БД данные запоминаются как объекты, классифицированные по типам классов и организованные в иерархическое семейство классов. Класс – коллекция объектов с одинаковыми свойствами. Объекты принадлежат классу. Классы организованы в иерархии.

По характеру организации  данных и обращения к ним различают  локальные (персональные), общие (интегрированные, централизованные) и распределенные БД.

Технологии, хотя и кажутся  далекими, на самом деле различаются  тем, как поддерживается связь между отдельными частями БД. В локальных системах поддержание связи не является централизованным, а в распределенных связь должна поддерживаться СУБД. Совмещать идеи локальной работы и централизованного поддержания единой БД позволяет технология тиражирования, при которой средства СУБД обеспечивают тиражирование отдельных частей общей БД, локальное их использование, а затем согласование отдельных фрагментов БД в рамках единой БД.

Концепции централизованной и распределенной обработки данных не сильно различаются между собой.

3.2. Классификация СУБД

Классификационные признаки:

1. По языкам общения СУБД делятся на открытые, замкнутые и смешанные. Открытые системы – это системы, в которых для обращения к БД используются универсальные языки программирования. Замкнутые системы имеют собственные языки общения с пользователями БнД
2. По числу уровней в архитектуре различают одноуровневые. двухуровневые и трехуровневые системы. Возможно и большее количество уровней. Под архитектурным уровнем СУБД понимают функциональный компонент, механизмы которого служат для поддержки некоторого уровня абстракции данных (логический и физический вровень, а также «взгляд» пользователя – внешний уровень). В литературе используются понятия «внешняя», «концептуальная» и «внутренняя» модель/уровень, «логический» и «физический» уровень, а также «внешняя схема», «подсхема» и т.п.. Понятие «схема» относится обычно к описанию соответствующего уровня описания данных.
3. По выполняемым функциям СУБД делятся на информационные и операционные. Информационные СУБД позволяют организовать хранение информации и доступ к ней. Для выполнения более сложной обработки необходимо писать специальные программы. Операционные СУБД выполняют достаточно сложную обработку (автоматически получать агрегированные показатели, не хранящиеся непосредственно в БД.
4. По сфере возможного применения различают универсальные и специализированные, обычно проблемно-ориентированные СУБД.

СУБД поддерживают разные типы данных. Набор данных в разных СУБД отличается. Некоторые СУБД позволяют  разработчику добавлять новые типы данных и новые операции над этими данными. Такие системы называются расширяемыми БД (РСБД). Дальнейшим развитием концепции РСБД являются системы объектно-ориентированных БД.

5. По мощности СУБД делятся на настольные и корпоративные. Для настольных характерны невысокие требования к техническим средствам, ориентация на конечного пользователя, низкая стоимость. Корпоративные – обеспечивают работу в распределенной среде, высокую производительность, поддержку коллективной работы при проектировании систем, имеют развитые средства администрирования и более широкие возможности поддержания целостности. Оба типа систем интенсивно развиваются.
6. По ориентации на преобладающую категорию пользователей можно выделить СУБД для разработчиков и для конечных пользователей. Системы первого класса должны иметь качественные компиляторы и позволять отчуждать создаваемые продукты, обладать развитыми средствами отладки и др. Основными требованиями, предъявляемыми к системам для конечного пользователя является удобство интерфейса, высокий уровень языковых средств, наличие интеллектуальных модулей подсказок, повышенная защита от непреднамеренных ошибок и т.п.
7. Разделение СУБД по поколениям.

3.2.1. Общая характеристика  проблемы выбора СУБД

Сложная проблема, формализовать  практически невозможно. Факторы, влияющие на выбор можно разделить на группы:

Факторы, характеризующие  саму СУБД и средства ее окружения.

Факторы, связанные с  инфраструктурой, сложившейся вокруг каждого из программных продуктов

Факторы, связанные с  особенностями предполагаемого  использования.

СУБД являются сложными языково-программными продуктами. Для  обоснованного выбора СУБД необходимо иметь список СУБД - претендентов с описанием их параметров. Характеристики рассматриваются с разной степенью детализации, в зависимости от стоящих задач. Необходимо определить набор свойств, которыми обязательно обладать выбираемая СУБД. Сначала осуществляется предварительный отбор СУБД по качественным параметрам, а уж потом по количественным. При определении временных характеристик СУБД речь обычно идет о тестах на быстродействие. Формальное тестирование заключается в том, что на некотором заданном наборе данных выполняются некоторые операции или наборы операций. Такое тестирование проводят разработчики либо специальные лаборатории. Функциональное тестирование состоит в том. Что исследуются характеристики СУБД при решении определенной прикладной задачи, для реализации которой и выполняется выбор СУБД. Требуется реализовать заданные функции.