Обработка и хранение информации Материалы данной лекции посвящены обработке и хранению информации. Рассматриваются базы и хранилища данных, а также связанные с ними основные понятия.
Сферы применения информационных технологий Более полувека тому назад Норберт Винер опубликовал книгу "Кибернетика, или управление и связь в животных и машинах « (1948, в СССР вышла в 1958 году), возвестившую о становлении новой науки - кибернетики, в которой информационноуправленческая связь в явлениях материального мира выступает как его фундаментальное свойство. Это понимание дало мощный толчок развитию вычислительных систем и их применению во многих отраслях знания и бизнеса.
Сферы применения информационных технологий в современном обществе чрезвычайно велики. Экономика Производство Политика Культура Наука Искусство Образование Спорт Религия Международные отношения Общественные организации Сфера услуг Право Государственные и муниципальные органы Бизнес Финансы и др. Таким образом, понятие информационная технология является емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования и потребления информации в информационном обществе.
Современные информационные технологии Методология Целенаправленные создание, хранение, передача и отображение информации Новая технология обработки информации Принципиально новые средства обработки информации Основной признак Учет закономерностей изменения социальной среды и бизнеса. Ориентация на знания Целостные технологические информационные системы "Встраивание" в технологию управления Результат Новые подходы к организации производства. Смещение фокуса на потребителя Интеграция функций специалистов и менеджеров Новые технологии принятия управленческих решений
Обработка информации • Цель обработки информации в целом определяется целью функционирования системы, с которой связан информационный процесс. • Для достижения цели всегда приходится решать ряд взаимосвязанных задач. • К примеру, начальная стадия информационного процесса рецепция. В различных информационных системах рецепция выражается в таких конкретных процессах, как сбор и/или отбор информации (в системах научно-технической информации), преобразование физических величин в измерительный сигнал (в информационно-измерительных системах), раздражимость и ощущения (в биологических системах) и т. п. • Процесс рецепции начинается на границе, отделяющей информационную систему от внешнего мира. Здесь, на границе, сигнал внешнего мира преобразуется в форму, удобную для дальнейшей обработки.
Обработка информации (формализованная модель) Технологический процесс переработки информации в виде иерархической структуры по уровням
ИТ, как и другие технологии, должны отвечать следующим требованиям: • обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы, операции, действия; • включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели; • иметь регулярный и масштабируемый характер; • этапы, действия, операции технологического процесса должны быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.
• Если раньше обрабатывающей системой был человек или какие-то механические приспособления, то для проведения процесса обработки было достаточно сформулировать набор правил (инструкций). • Программирование - процесс создания компьютерных программ с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, науки, математики и инженерии. • Эксплуатируемая программа имеет дело с данными различных типов, предназначенных для решения конкретных задач.
Типичный процесс разработки программ состоит, в общем, из семи этапов: • • постановка задачи; формализация и специфицирование; выбор или составление алгоритма; программирование; компиляция (трансляция); отладка и тестирование; запуск в эксплуатацию.
Хранение информации. Базы и хранилища данных • Предметная область какой-либо деятельности - часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления процессами и объектами. • Предметная область может быть разделена (декомпозирована) на фрагменты: например, предприятие - это дирекция, плановые отделы, бухгалтерия, цеха, отделы маркетинга, логистики и продаж, клиенты, поставщики и т. д. • Каждый фрагмент предметной области характеризуется множеством объектов и процессов, использующих объекты, пользователей с различными взглядами на предметную область, а также данными, которые описывают указанные составляющие предметной области. • Данные отражают динамичную внешнюю и внутреннюю среды предприятия, поэтому в специальных разделах информационной системы необходимо создавать динамически обновляемые модели отражения внешнего мира с использованием единого хранилища - базы данных.
Общая схема базы данных
База данных, БД (Data Base) • - структурированный организованный набор данных, объединенных в соответствии с некоторой выбранной моделью и описывающих характеристики какой-либо физической или виртуальной системы. • Понятие "динамически обновляемая БД" означает, что соответствие базы данных текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени. При этом одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями различных групп пользователей.
Система управления базами данных, СУБД (Data Base Management System) • - специализированная программа или комплекс программ, предназначенные для манипулирования базой данных. Для создания информационной системы и управления ею СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор. • СУБД часто упрощенно или ошибочно называют "базой данных". Нужно различать набор данных (собственно БД) и программное обеспечение, предназначенное для организации и ведения баз данных (СУБД).
• Отличительной чертой баз данных следует считать то, что данные хранятся совместно с их описанием, а в прикладных программах описание данных не содержится. Независимые от программ пользователя данные обычно называются метаданными или данными о данных. В ряде современных систем метаданные, содержащие также информацию о пользователях, форматы отображения, статистику обращения к данным и др. сведения, хранятся в специальном словаре базы данных.
• Организация структуры БД формируется исходя из следующих соображений: • адекватность описываемому объекту/системе - на уровне концептуальной и логической моделей; • удобство использования для ведения учета и анализа данных на уровне так называемой физической модели. • На уровне физической модели электронная БД представляет собой файл или набор данных в dbf-форматах приложений Excel, Access либо в специализированном формате конкретной СУБД. Также в СУБД в понятие физической модели включают специализированные виртуальные понятия, существующие в ее рамках, - "таблица", "табличное пространство", "сегмент", "куб", "кластер" и т. д.
Виды концептуальных и логических моделей БД: • • • картотеки; сетевые; иерархические; реляционные; дедуктивные; объектноориентированные; • многомерные. В настоящее время наибольшее распространение получили реляционные базы данных. Картотеками пользовались до появления электронных баз данных. Сетевые и иерархические базы данных считаются устаревшими, объектноориентированные пока никак не стандартизированы и не получили широкого распространения. Реляционная база данных, основанная на реляционной модели. Слово "реляционный" происходит от английского "relation" (отношение).
• Реляционная база данных - база данных, основанная на реляционной модели. Слово "реляционный" происходит от английского "relation" (отношение). • Теория реляционных баз данных была разработана доктором Эдгаром Коддом из компании IBM в 1970 году.
• В реляционных базах данных все данные представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы, на пересечении которых расположены данные. Запросы к таким таблицам возвращают таблицы, которые сами могут становиться предметом дальнейших запросов. Каждая база данных может включать несколько таблиц.
Особенности реляционной базы данных • данные хранятся в таблицах, состоящих из столбцов ("атрибутов") и строк ("записей"); • на пересечении каждого столбца и строчки стоит в точности одно значение; • у каждого столбца есть свое имя, которое служит его названием, и все значения в одном столбце имеют один тип; • запросы к базе данных возвращают результат в виде таблиц, которые тоже могут выступать как объект запросов; • строки в реляционной базе данных неупорядочены, упорядочивание производится в момент формирования ответа на запрос.
• Общепринятым стандартом языка работы с реляционными базами данных в настоящее время является язык структурированных запросов (Structured Query Language - SQL). Это универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. Вопреки существующим заблуждениям, SQL является информационно-логическим языком, а не языком программирования.
• SQL основывается на реляционной алгебре. Язык SQL делится на три части: • операторы определения данных; • операторы манипуляции данными (Insert, Select, Update, Delete); • операторы определения доступа к данным.
Основные функции системы управления базами данных: • управление данными во внешней памяти (на различных носителях); • управление данными в оперативной памяти; • журналирование изменений и восстановление базы данных после сбоев; • поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными, язык определения доступа к данным).
компоненты СУБД: • ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журналирование; • процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода; • подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД; • сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.
Скачать презентацию Обработка и хранение информации Материалы данной лекции посвящены
Обработка и хранение информации.ppt