Понятие об информационной системе

I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Экономическая информация

Информация – (information лат – объяснение, разъяснение) – сведения, знания, сообщения, являющиеся объектами хранения, преобразования, передачи и предназначены для решения поставленной задачи.

При оценке информации различают аспекты:

1) Синтаксический: синтаксический аспект содержит форму представления информации для ее передачи и хранения. При передаче информация называется сообщением. Характеристики процессов преобразования сообщения определяют синтаксический аспект информации.

При хранении синтаксический аспект определяется такими формами представления информации, которые наилучшим образом позволяют осуществить поиск и обновление хранимой информации. При этом информация называется данные.

2) Семантический: семантический аспект передает смысловое содержание информации и соотносит ее с ранее имеющейся информацией.

3) Прагматический: прагматический аспект рассматривает информацию с точки зрения ее практической полезности, ценности для потребителя и принятия им решений.

Практическое изучение информации позволяет установить состав показателей, необходимых для принятия решений на различных уровнях отношений.

В зависимости от сферы использования информация может делиться на: техническую, экономическую, социальную и т.п.

Под экономической информацией понимается информация, характеризующая производственные отношения.

Рассмотрим экономическую информацию на примере предприятия:

X – материальные, трудовые, финансовые ресурсы.

Y – готовая продукция, экономический и финансовый результат.

1 – управляющее воздействие (план)

2, 3 – внешние факторы

План и текущее состояние – экономическая информация.

 

 

Экономической информации предъявляются требования:

1) Точность: обеспечивает однозначное восприятие всеми потребителями.

2) Достоверность: определяет допустимый уровень искажения как поступающей, так и выходной информации, при котором сохраняется эффективность функционирования системы.

3) Оперативность: отражает актуальность информации для необходимых расчетов и принятия решений в изменяющихся условиях.

Виды экономической информации:

1. По функциям управления:

1.1. Плановая информация включает директивные (устанавливаемые) значения планируемых показателей на некоторый период в будущем (год, квартал, месяц, сутки).

Пример: выпуск продукции в натуральном и стоимостном выражении; планируемый спрос и прибыль от реализации.

1.2. Учетная информация отражает фактические значения запланированных показателей за определенный период времени. На ее основании может быть скорректирована плановая информация, проведен анализ деятельности, приняты решения по более эффективному управлению. В качестве учетной информации выступает: оперативный учет, бухучет, финансовый учет.

Пример: количество деталей данного наименования, изготовленных рабочим за смену (оперативный учет); зарплата этого рабочего (бухучет); фактическая себестоимость изготовления (бухучет и финансовый учет).

1.3. Нормативно-справочная информация – различные нормы, связанные с технологическими процессами. Это самый объемный вид информации на предприятии: ≈60%.

Пример: технологические нормативы изготовления деталей, узлов и соединений; стоимостные нормативы (расценки, тарифы, цены); справочные материалы по поставщикам и потребителям.

1.4. Отчетно-статистическая информация отражает результаты фактической деятельности организации для вышестоящих органов, органов госстата, налоговой инспекции.

Пример: годовой бухучет деятельности предприятия.

2. По видам управления:

2.1. Входная информация – информация, поступающая в организацию или ее структурное подразделение извне и используемая как первичная информация для реализации экономических функций и задач управления. В последнем случае очень важным компонентом входной информации является информация о цели управления.

Оптимальное управление – когда управление предприятием наилучшим образом соответствует поставленной цели.

Критерий оптимальности – некоторая количественно измеряемая величина, отражающая цель управления – целевая функция.

2.2. Выходная информация – информация, поступающая из одной системы управления в другую.

3. По структурному составу:

3.1. Реквизит – элементарная неделимая частица экономической информации, отражающая определенные свойства объекта предметной области.

Предметная область – часть реального мира, используемая или исследуемая в информационной системе.

Реквизиты подразделяются на:

3.1.1. Признаки, характеризующие качественные свойства описываемого объекта (ФИО, наименование, работа).

3.1.2. Основания, дающие количественную характеристику объектов или процессов (сумма вклада, ставка налогов в процентах).

3.2. Показатель – совокупность логически связанных реквизитов-признаков и реквизита-основания, имеющая экономический смысл.

На основе показателей строятся документы, которые могут включать один или несколько показателей с указанием лица, ответственного за содержащуюся в документе информацию.

Понятие о базах данных

В базах данных (Б.Д.) информация рассматривается относительно синтаксического аспекта, семантический и прагматический аспекты игнорируются.

Исходные данные в любой компьютерной системе хранятся в виде файлов данных, представляющих собой набор записей, посвященных общей теме. Каждая запись состоит из данных, которые разделены на поля. Запись о заказах может содержать поля: № заказа, дата, код клиента и т.п.

В традиционной файловой системе файлы создаются и обрабатываются конкретными приложениями, т.е. программами пользователей, которым требуются данные из системы.

В Б.Д. файлы не привязаны к конкретным приложениям, все данные записываются один раз, хотя и обрабатываются множеством приложений. Физически файлы базы хранят не только данные, но и описание их структуры. Доступ осуществляется приложениями путем обращения к СУБД (система управления базами данных).

База данных – организованная во внешней памяти компьютера совокупность взаимосвязанных недублируемых данных, содержащая сведения о различных сущностях одной предметной области (об объектах, событиях, явлениях).

Большая часть современных Б.Д. отвечает реляционной модели. Такие Б.Д. (и СУБД) называются реляционными.

 

Понятие об индексах

Как правило, записи в таблицах Б.Д. вносятся последовательно, т.е. размещаются в конце таблицы. Физически таблица может быть фрагментирована, и поиск необходимой записи по значению ключевого поля может занять много времени. Для ускорения поиска создается индекс, в который выносятся упорядоченные значения ключа и номера записи исходной таблицы, соответствующие этим значениям. Индексы позволяют при поиске записи осуществлять поиск первоначально в самом индексе, быстро локализовать номер нужной записи и только после этого указатель записей устанавливается на искомую запись в исходной таблице. Для ускорения алгоритма поиска используется не последовательный, а скачкообразный алгоритм. Самый простой вид такого алгоритма: метод деления пополам (двоичный поиск).

Преимущество двоичного поиска: в самой неблагоприятной ситуации (искомая запись – последняя из N) при последовательном поиске нужно сделать N шагов, а при двоичном – log₂N.

Сущности и атрибуты

Каждая сущность должна иметь уникальное имя (существительное в единственном числе). Атрибут выражает определенное свойство объекта. Имя атрибута – существительное в единственном числе, уникальное в рамках модели.

Обозначения:

ИмяСущности

ключ

атрибут1

атрибут2

На логическом уровне для каждого атрибута можно задать тип данных, пригодных для всех СУБД:

1) String

2) Number

3) Data/Time

4) Blob (binary large objects) – поле memo большого размера и не используется для поиска

Для каждой сущности должен быть определен ключ (простой или составной). Первоначально может быть выделено несколько вероятных ключей и из них выбран первичный ключ, который должен уникальным образом идентифицировать экземпляр сущности, не содержать пустых значений и быть компактным.

В модели различаются независимые и зависимые сущности. Сущности, не зависящие при идентификации от других объектов модели, называются независимыми и изображаются как прямоугольники. Сущности, зависящие при идентификации от других объектов модели, называются зависимыми и изображаются в виде прямоугольников со скругленными углами.

В ERwin для каждой сущности, помимо графического изображения, должно быть текстовое описание:

1) definition – определение сущности, для чего она предназначена.

2) note – дополнительные замечания, не отраженные в определении.

3) note2 – примеры запросов, которые могут быть исполнены по отношению к данной сущности.

4) note3 – примеры данных для этой сущности в произвольной форме.

Каждая сущность на логическом уровне должна быть нормализована, т.е. должна находиться в 3НФ. ERwin не содержит средств автоматической нормализации сущностей, однако запрет на присвоение неуникальных имен атрибутов и использование имен ролей для внешних ключей облегчают построение нормализованной модели.

Типы связей

Связи определяют логические отношения между сущностями. Имя каждой связи – глагол или глагольная форма. На логическом уровне можно устанавливать связи: 1:∞ и ∞:∞. Для связи 1:∞ указывается имя, характеризующее отношение главной сущности к подчиненной, для связи ∞:∞ указываются два имени.

4.2.1. 1: ∞

Связь 1:∞ может быть идентифицирующей и не идентифицирующей, для этой связи устанавливается мощность.

Идентифицирующая связь

Устанавливается между главной и подчиненной сущностями в случае, когда уникальность каждого экземпляра подчиненной сущности обеспечивается только введением составного ключа, включающего первичный ключ подчиненной сущности и первичный ключ главной сущности как ключ связи или внешний ключ (Foreign Key). При этом FK автоматически мигрирует в ключевую область подчиненной сущности. При этом подчиненная сущность является зависимой.

Пример: если цена изделия зависит от производителя, то между сущностями «Производитель» и «Изделие» устанавливается идентифицирующая связь.

Обозначается:

Не идентифицирующая связь

Устанавливается между сущностями, когда первичный ключ подчиненной сущности полностью определяет уникальность экземпляров, при этом ключ связи мигрирует в не ключевую область подчиненной сущности. Подчиненная сущность является независимой.

Различают обязательную и необязательную не идентифицирующую связь. Для обязательной связи FK не может быть пустым.

Обозначается:

Необязательная:

Обязательная:

Мощность связи

Мощность связи – отношение числа экземпляров главной сущности (как правило, одного экземпляра) к числу экземпляров подчиненной сущности.

В общем случае одному экземпляру главной сущности соответствует 0, 1 (Z) или много (P) экземпляров подчиненной. Это основная связь, она не имеет дополнительных обозначений. Мощность можно уточнить, исключив какое-нибудь из этих значений. Если исключить значение P, то получится связь 1:1: главной сущности соответствует 1 или 0 экземпляров подчиненной сущности, для связи 1:∞ можно установить точное соответствие одного экземпляра к заранее заданному числу экземпляров подчиненной сущности (например, 10).

Каждая связь между сущностями должна быть дополнена текстовым описанием – полным определением связи.

Рекурсивная связь

Одна и та же сущность является главной и подчиненной одновременно. При введении рекурсивной связи ключ должен мигрировать в качестве FK в не ключевую область. Однако сущность не может включать атрибуты с одинаковыми именами. Поэтому вводится имя роли - синоним имени ключа, указывающий, какую роль играет атрибут в подчиненной сущности.

Рекурсивная связь – не идентифицирующая необязательная всегда, т.к. экземпляр “руководитель” никому не подчиняется, и FK для него имеет пустое значение.

4.2.5. ∞:∞

Эта связь имеет смысл только на логическом уровне, т.к. не поддерживается современными СУБД. Эта связь развивается на две связи 1:∞ с использованием объекта-связки.

Заключение по логической модели:

Логическая модель позволяет получить формализованное описание предметной области практически для любой СУБД, использующую модель CASE-средства (в нашем случае – реляционную модель). Например: Access, MS SQL Server, Oracle, Informix. Логическая модель создается при участии заказчика (пользователя) и должна быть понятна ему.

Физическая модель

Формируется в результате автоматического преобразования в CASE-средстве логической модели и определяется свойствами выбранной СУБД. Одной логической модели может соответствовать несколько физических (для различных СУБД).

Основными элементами модели являются:

1) таблицы

2) колонки

3) связи между таблицами

Таблицы и колонки

Таблицы и колонки физического уровня соответствуют сущностям и атрибутам логического уровня и по умолчанию им присваиваются те же имена. В то же время таблицы и колонки полностью определяют будущие таблицы и поля БД в среде выбранной СУБД.

В физической модели указываются типы данных выбранной СУБД, соответствующие обобщенным типам данных логической модели. При необходимости разработчиком могут быть внесены изменения:

1) переименование таблицы или колонки

2) изменение типа данных

3) денормализация части таблиц

Эти изменения никак не отражаются на логическом уровне модели.

Колонкам на физическом уровне по умолчанию устанавливается запрет нулевых значений для ключевых колонок и разрешение пустых значений для не ключевых. Разработчик должен изменить те типы данных, которые не отвечают установленным по умолчанию. Так, нельзя оставлять тип данных Integer для поля “цена” – нужен тип данных Currency или Single (одинарное с плавающей запятой). Для колонок могут задаваться значения по умолчанию и правила валидации (проверки допустимых значений).

На физическом уровне могут быть созданы представления – временные таблицы, содержащие результаты запросов к таблице или нескольким связанным таблицам. Представления обозначаются пунктирными прямоугольниками, создаются с использованием конструкций SQL.

5.2. Связи между таблицами

При передаче связи ∞:∞ с логического уровня на физический она автоматически преобразуется в 2 связи 1:∞ и автоматически добавляется объект-связка.

Преобразуется в:

Объект-связка обязательно редактируется разработчиком.

Прямое проектирование

– переход от логической системы к физической и генерация структуры (схемы) новой БД в среде выбранной СУБД.

При этом разработчику доступен для просмотра и изменения script на языке SQL Ии встроенном языке SQL, содержащий инструкции, описывающие все действия, производимые CASE-средством при генерации.

При генерации схемы для каждой таблицы будут созданы уникальные индексы на основе первичного ключа и неуникальные индексы для всех FK и для неуникальных полей, часто используемых при обращении к таблице (называемых инверсионными кодами). Создаваемым индексам присваиваются имена по шаблонам. Так для версии 3.5.2 4.1 имя индекса начинается с “X”, дальше - обозначение ключа: “PK” и имя таблицы: XPKизделие

Для версии 7.1 имя индекса: ИмяКлючаИмяТаблицы

Про индексы (дополнение к пункту II.6)

Используются следующие виды организации индексов:

Индексно-последовательный

К упорядоченному значению индексного поля создается дополнительный индекс, в который выносится информация о записях, номера которых образуют арифметическую прогрессию с заданным шагом d.

Пример: дан массив: 14 26 31 35 39 42 47 52 54 58 63 66 68 72 75 d=3

индекс: 31 42 54 66 75

Поиск искомого значения ключа q при такой организации происходит в две стадии:

1) среди индексов, значения которых отсортированы в силу упорядоченности основного массива – находим соседние значения индекса

2) среди записей основного массива, расположенных между соседними значениями, найденными на 1-ой стадии

Кластеризованный индекс

Используется специальная техника индексирования, при которой данные в таблице физически располагаются в индексированном порядке.

ERwin создает такие индексы для MS Access, MS SQL Server, Informix, SYBASE.

Так как данные физически расположены в индексном порядке, для каждой таблице может быть только один кластеризованный индекс (по умолчанию он создается для первичного ключа).

Кластеризованый и рандомизированный индексы значительно ускоряют выполнение запросов, операции поиска и сортировки. Но добавление и удаление строк существенно замедляется из-за реорганизации данных для соответствия индексу.

На сервере создаются хранимые процедуры и триггеры.

Хранимая процедура – это именованный набор откомпилированных инструкций SQL, содержащий наиболее часто используемые запросы, правила валидации и др.

Триггер – это процедура, выполняемая автоматически как реакция на событие.

Триггеры ссылочной целостности – предназначены для поддержания целостности между двумя связанными таблицами и выполняются каждый раз при вставке, удалении и добавлении строки одной из связанных таблиц.

CASE-средства, как правило, могут осуществлять не только генерацию серверной части БД, но и генерацию клиентского приложения в поддерживаемых средах разработки. Для этого при разработке физической модели каждой колонке присваиваются расширенные атрибуты, содержащие информацию о свойствах объектов клиентского приложения. На основе этой информации генерируются экранные формы.

На основании существующей БД (либо заново) на физическом уровне может быть создана модель, переход от которой к логической модели называется обратным проектированием.

Erwin наиболее удобен для проектирования реляционных моделей.

 

ОСНОВНЫЕ ИНСТРУКЦИИ

 

Этот язык начал разрабатываться с 1970-х гг. и сейчас это фактически отраслевой стандарт.

SQL позволяет пользователям:

1) создавать и удалять данные

2) налагать обеспечивающие целостность реляционных данных правила

3) выполнять полный набор операций реляционной алгебры

Язык имеет несколько диалектов, и мы будем рассматривать диалект для СУБД Access.

SQL – декларативный язык, в нем составляется описание данных, которые, например, необходимо извлечь с помощью инструкций. Эта инструкция транслируется нижележащим системным уровням в последовательность алгебраических операций. SQL – функционально полный язык БД, с помощью которого можно создавать БД и обеспечивать их безопасность.

Основные типы инструкций SQL:

1) инструкции определения данных

2) инструкции манипулирования данными

3) инструкции управления данными, обеспечивающие доступ к таблицам и представлениям.

Инструкции описания данных

2.1. создание таблицы:

CREATE TABLE <имя табл> (<поле1> тип [(размер)], <поле n>тип)

2.2. создание индекса:

CREATE [UNIQUE] INDEX <имя индекса>

ON <имя табл> (<поле> [ASC|DESC])

2.3. модификация таблицы:

ALTER TABLE <имя табл>

ADD COLUMN <поле1> тип [(размер)] добавление столбца

DROP COLUMN <поле2> удаление столбца

2.4. удаление таблицы:

DROP TABLE <имя табл>

2.5. удаление индекса:

DROP INDEX <имя индекса>

I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Экономическая информация

Информация – (information лат – объяснение, разъяснение) – сведения, знания, сообщения, являющиеся объектами хранения, преобразования, передачи и предназначены для решения поставленной задачи.

При оценке информации различают аспекты:

1) Синтаксический: синтаксический аспект содержит форму представления информации для ее передачи и хранения. При передаче информация называется сообщением. Характеристики процессов преобразования сообщения определяют синтаксический аспект информации.

При хранении синтаксический аспект определяется такими формами представления информации, которые наилучшим образом позволяют осуществить поиск и обновление хранимой информации. При этом информация называется данные.

2) Семантический: семантический аспект передает смысловое содержание информации и соотносит ее с ранее имеющейся информацией.

3) Прагматический: прагматический аспект рассматривает информацию с точки зрения ее практической полезности, ценности для потребителя и принятия им решений.

Практическое изучение информации позволяет установить состав показателей, необходимых для принятия решений на различных уровнях отношений.

В зависимости от сферы использования информация может делиться на: техническую, экономическую, социальную и т.п.

Под экономической информацией понимается информация, характеризующая производственные отношения.

Рассмотрим экономическую информацию на примере предприятия:

X – материальные, трудовые, финансовые ресурсы.

Y – готовая продукция, экономический и финансовый результат.

1 – управляющее воздействие (план)

2, 3 – внешние факторы

План и текущее состояние – экономическая информация.

 

 

Экономической информации предъявляются требования:

1) Точность: обеспечивает однозначное восприятие всеми потребителями.

2) Достоверность: определяет допустимый уровень искажения как поступающей, так и выходной информации, при котором сохраняется эффективность функционирования системы.

3) Оперативность: отражает актуальность информации для необходимых расчетов и принятия решений в изменяющихся условиях.

Виды экономической информации:

1. По функциям управления:

1.1. Плановая информация включает директивные (устанавливаемые) значения планируемых показателей на некоторый период в будущем (год, квартал, месяц, сутки).

Пример: выпуск продукции в натуральном и стоимостном выражении; планируемый спрос и прибыль от реализации.

1.2. Учетная информация отражает фактические значения запланированных показателей за определенный период времени. На ее основании может быть скорректирована плановая информация, проведен анализ деятельности, приняты решения по более эффективному управлению. В качестве учетной информации выступает: оперативный учет, бухучет, финансовый учет.

Пример: количество деталей данного наименования, изготовленных рабочим за смену (оперативный учет); зарплата этого рабочего (бухучет); фактическая себестоимость изготовления (бухучет и финансовый учет).

1.3. Нормативно-справочная информация – различные нормы, связанные с технологическими процессами. Это самый объемный вид информации на предприятии: ≈60%.

Пример: технологические нормативы изготовления деталей, узлов и соединений; стоимостные нормативы (расценки, тарифы, цены); справочные материалы по поставщикам и потребителям.

1.4. Отчетно-статистическая информация отражает результаты фактической деятельности организации для вышестоящих органов, органов госстата, налоговой инспекции.

Пример: годовой бухучет деятельности предприятия.

2. По видам управления:

2.1. Входная информация – информация, поступающая в организацию или ее структурное подразделение извне и используемая как первичная информация для реализации экономических функций и задач управления. В последнем случае очень важным компонентом входной информации является информация о цели управления.

Оптимальное управление – когда управление предприятием наилучшим образом соответствует поставленной цели.

Критерий оптимальности – некоторая количественно измеряемая величина, отражающая цель управления – целевая функция.

2.2. Выходная информация – информация, поступающая из одной системы управления в другую.

3. По структурному составу:

3.1. Реквизит – элементарная неделимая частица экономической информации, отражающая определенные свойства объекта предметной области.

Предметная область – часть реального мира, используемая или исследуемая в информационной системе.

Реквизиты подразделяются на:

3.1.1. Признаки, характеризующие качественные свойства описываемого объекта (ФИО, наименование, работа).

3.1.2. Основания, дающие количественную характеристику объектов или процессов (сумма вклада, ставка налогов в процентах).

3.2. Показатель – совокупность логически связанных реквизитов-признаков и реквизита-основания, имеющая экономический смысл.

На основе показателей строятся документы, которые могут включать один или несколько показателей с указанием лица, ответственного за содержащуюся в документе информацию.

Понятие об информационной системе

Система – (systema греч – целое, составленное из частей) – совокупность связанных между собой элементов или подсистем, функционирование которых направлено на получение конкретного результата.

Элемент – часть системы, выполняющая определенную функцию.

Подсистема – сложный элемент, состоящий из нескольких связанных частей.

Основные свойства системы:

1) Целостность: цель функционирования всей системы согласуется с целями функционирования ее подсистем и элементов.

2) Делимость: систему можно представить состоящей из относительно самостоятельных подсистем, каждая из которых может рассматриваться как система.

Декомпозиция – выделение подсистем.

Декомпозиция упрощает анализ, разработку, внедрение и эксплуатацию системы. Она может представлять сложную задачу и зависеть от способностей разработчика.

3) Сложность: зависит от множества входящих в нее компонентов, их структурного взаимодействия и сложности внутренних и внешних связей.

Информационная система – комплекс средств, обеспечивающих сбор, хранение и обработку информации с целью поддержания какого-либо вида деятельности.

Понятие о базах данных

В базах данных (Б.Д.) информация рассматривается относительно синтаксического аспекта, семантический и прагматический аспекты игнорируются.

Исходные данные в любой компьютерной системе хранятся в виде файлов данных, представляющих собой набор записей, посвященных общей теме. Каждая запись состоит из данных, которые разделены на поля. Запись о заказах может содержать поля: № заказа, дата, код клиента и т.п.

В традиционной файловой системе файлы создаются и обрабатываются конкретными приложениями, т.е. программами пользователей, которым требуются данные из системы.

В Б.Д. файлы не привязаны к конкретным приложениям, все данные записываются один раз, хотя и обрабатываются множеством приложений. Физически файлы базы хранят не только данные, но и описание их структуры. Доступ осуществляется приложениями путем обращения к СУБД (система управления базами данных).

База данных – организованная во внешней памяти компьютера совокупность взаимосвязанных недублируемых данных, содержащая сведения о различных сущностях одной предметной области (об объектах, событиях, явлениях).

Большая часть современных Б.Д. отвечает реляционной модели. Такие Б.Д. (и СУБД) называются реляционными.