Понятие и составляющие информационной системы

Понятие и составляющие информационной системы

Информационная система (ИС) в целом - автоматизированная система, предназначенная для организации, хранения, пополнения, поддержки и представления пользователям информации в соответствии с их запросами.

В информационной системе имеется два компонента: программное обеспечение и электронное информационное хранилище.

1.Информационное обеспечение — совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

2.Техническое обеспечение - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы

3.Математическое и программное обеспечение - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

4.Организационное обеспечение - совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.

5.Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

 

Понятие и составляющие информационного обеспечения

ИО - совокупность проектных решений по объемам, структуре и хранению информации. ИО предназначено для отражения информации, характеризующей состояние управляемого объекта, и является основой для принятия управленческих решений.

ИО делится на:

- внутримашинное - информационный фонд (входные. Первичные, оперативные, нормативно-справочные, результатные и другие файлы), автоматизированные базы данных (локальные, сетевые, многопользовательские БД, системы управления БД);

- внемашинное - системы показателей, документации и документооборота, классификации и кодирования информации.

 

Характеристика внемашинного информационного обеспечения

Внемашинное информационное обеспечение включает: систему классификации и кодирования информации; системы управленческой документации; систему организации, хранения, внесения изменений в документации.

 

Внемашинная информационная база представляет собой совокупность сообщений, сигналов и документов в форме, воспринимаемой человеком непосредственно без применения средств вычислительной техники.

 

Во внемашинной сфере в процессе управления обмен информацией реализуется в виде движения документов между управляемой и управляющей системами: от органа управления к объекту следуют документы, содержащие плановую информацию (приказы, распоряжения, плановые задания, планы-графики и т. п.); по линии обратной связи – от объекта к органу управления – следуют документы, содержащие учетно-отчетную информацию (информация о текущем или прошлом состоянии объекта управления). Внемашинное информационное обеспечение позволяет провести идентификацию объекта управления, формализовать информацию, представить данные в виде документов.

Характеристика внутримашинного информационного обеспечения. Понятие БД, СУБД.

Внутримашинное информационное обеспечение содержит массивы данных, формирующие информационную базу системы на машинных носителях, а также систему программ организации, накопления, ведения и доступа к информации этих массивов внутримашинное - информационный фонд (входные. Первичные, оперативные, нормативно-справочные, результатные и другие файлы), автоматизированные базы данных (локальные, сетевые, многопользовательские БД, системы управления БД);

Базой данных является представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчетов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины

СУБД- Это специальная программа или комплекс программ, с помощью которых можно администрировать или заниматься мониторингом каких-либо данных. Фактически, СУБД призваны манипулировать данными. СУБД могут быть: сетевыми, иерархическими, реляционными – все зависит от типа базы данных.

Характеристика этапов разработки БД.

Инфологическое проектирование

Основными задачами инфологического проектирования являются определение предметной области системы и формирование взгляда на ПО с позиций сообщества будущих пользователей БД, т.е. инфологической модели ПО.

 

Инфологическая модель ПО представляет собой описание структуры и динамики ПО, характера информационных потребностей пользователей в терминах, понятных пользователю и не зависимых от реализации БД. Это описание выражается в терминах не отдельных объектов ПО и связей между ними, а их типов, связанных с ними ограничений целостности и тех процессов, которые приводят к переходу предметной области из одного состояния в другое.

Логическое проектирование БД

 

На этапе логического проектирования разрабатывается логическая структура БД, соответствующая логической модели ПО. Решение этой задачи существенно зависит от модели данных, поддерживаемой выбранной СУБД.

 

Результатом выполнения этого этапа являются схемы БД концептуального и внешнего уровней архитектуры, составленные на языках определения данных (DDL, Data Definition Language), поддерживаемых данной СУБД.

 

Физическое проектирование БД

 

Этап физического проектирования заключается в увязке логической структуры БД и физической среды хранения с целью наиболее эффективного размещения данных, т.е. отображении логической структуры БД в структуру хранения. Решается вопрос размещения хранимых данных в пространстве памяти, выбора эффективных методов доступа к различным компонентам "физической" БД. Результаты этого этапа документируются в форме схемы хранения на языке определения данных (DDL). Принятые на этом этапе решения оказывают определяющее влияние на производительность системы.

Основные понятия реляционной модели данных

Реляционная модель данных - разработанная Э.Коддом в 1970г. логическая модель данных, описывающая:

- структуры данных в виде (изменяющихся во времени) наборов отношений;

- теоретико-множественные операции над данными: объединение, пересечение, разность и декартово произведение;

- специальные реляционные операции: селекция, проекция, соединение и деление; а также

- специальные правила, обеспечивающие целостность данных.

Атрибут - в базах данных - имя или структура поля записи. Атрибут характеризует размер или тип информации, содержащейся в поле.

Домен - в базах данных - множество всех значений атрибута в некотором отношении.

Запись - в реляционных базах данных - строка таблицы данных, состоящая из полей разного типа.

Ключ отношения - атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Составной ключ состоит из нескольких атрибутов.

Отношение - двумерная таблица, содержащую некоторые данные. Строки таких таблиц соответствуют записям, а столбцы - атрибутам.

Реляционная алгебра - формальная система манипулирования отношениями, основными операциями которой являются: проекция, соединение, пересечение и объединение.

Структура базы данных - принцип или порядок организации записей в базе данных и связей между ними.

Реляционная алгебра. Операции ограничения, проекции объединения и пересечения

Проекция

Проекцией отношения R по атрибутам R1, R1, R1…Rn, где каждый атрибут принадлежит R, называется отношение с заголовком (R1, R2, R3…Rn) и телом, содержащим множество кортежей вида (r1,r2,r3,…rn). При этом дубликаты кортежи удаляются.

Проекцию называют вертикальным срезом отношения.

Синтаксис R[R1, R2, R3…Rn]

Объединение

Объединением двух совместимых по типу отношений называется отношение с тем же заголовком, что и у R1 и R2, и телом, включающим все кортежи операндов, за исключением повторяющихся.

Синтаксис R1 union R2

 

Пересечение

Пересечением двух совместимых по типу отношений R1 и R2 называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений R1 и R2, и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих одновременно обоим отношениям R1 и R2.

Синтаксис

 

R1 intersect R2

 

Вычитание

Вычитанием двух совместимых по типу отношений R1 и R2, называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений R1 и R2, и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих отношению R1 и не принадлежащих R2.

Синтаксис R1 minus R2

 

 

Декартово произведение

Декартовым произведением двух отношений R1(R11, R12, R13…) и R2(R21,R22,R23,…) называется отношение, заголовок которого является сцеплением заголовком отношений R1 и R2:

(R11, R12, R13… R21,R22,R23,…), а тело состоит из кортежей, являющихся сцеплением кортежей отношений R1 и R2

(r11, r12, r13… r21, r22, r23….), таких что (r11, r12, r13…) принадлежит R1, а (r21, r22, r23….) принадлежит R2/

Синтаксис R1 times R2

 

Мощность произведения равна произведению мощностей. Если атрибуты R1 и R2 имеют атрибуты с одинаковыми наименованиями, то перед выполнением операции декартового произведения такие атрибуты необходимо переименовать. Совместимость по типу не требуется.

Соединение

Обычно рассматривают несколько разновидностей операции соединения.

Общая операция соединения

Q-соединение

Экви-соединение

Естественное соединение

 

Общая операция соединения:

Соединением отношений R1 и R2 по условию называется отношение (R1 times R2) where C, где С представляет собой логическое выражение, в которое могут входить атрибуты отношений R1 и R2 и/или скалярные выражения.

Q-соединение

(R1 times R2) where R11QR21 - Q-соединение отношения R1 по атрибуту R11 с отношением R2 по атрибуту R21. Записывают и

R1 [R11QR21] R2

 

 

Экви соединение это соединение, когда Q есть равенство.

 

Естественное соединение

Пусть даны отношения R1(R11,R12,R13,..R1n,Z1,Z2,…Zn) и R2(Z1,Z2,…Zn, R21,R22,R23,..,R2m). Тогда естественным соединением отношений R1 и R2 называется отношение с заголовком (R11,R12,R13,..R1n,Z1,Z2,…Zn, R21,R22,R23,..,R2m) и телом, содержащим множество кортежей (r11,r12,r13,…r1n,z1,z2,z3,…zn, r21, r22,…r2m), таких что (r11,r12,r13,…r1n,z1,z2,z3,…zn) принадлежит R1, а (z1,z2,z3,…zn, r21, r22,…r2m) принадлежит R2

Синтаксис

R1 join R2

Соединение производится по одинаковым атрибутам.

 

 

Деление

У операции деления два операнда бинарное и унарное. Результативное отношение состоит из одноатрибутивных кортежей, включающих значения первого атрибута кортежей первого операнда-отношения, таких что множество значений второго атрибута совпадает со множеством значений единственного атрибута второго операнда-отношения.

Синтаксис R1 divideby R2

 

Функции СУБД

1. Управление данными непосредственно в БД

2. Управление данными в памяти компьютера (кэширование данных)

СУБД работает с БД большого размера, при буферизации пользователь получает только необходимые для его конкретной задачи часть БД

3. Управление транзакциями

Транзакция- неделимое с точки зрения действия над БД последовательность операторов манипулирования данными (вставка, удаление, чтение и т.д.).

Транзакция выполняется в оперативной памяти. Если она выполнена успешно, то СУБД вносит соответствующее изменение на диске. В обратном случае изменения не влияет на состояние БД.

4. Поддержка языков БД

5. Управление изменениями в БД и протоколирование (журнализация). Данная функция обеспечивает надежность хранения данных и возможность восстановления состояния БД в аварийных ситуациях. В протоколе изменений (журнал транзакций) перед манипуляциями делается запись. Для восстановления БД после сбоя используется протокол (журнал) и архивная копия БД (полная копия БД к моменту начала заполнения протокола).

Компоненты СУБД

1. данные и метаданные- содержат системные таблицы, пользовательские таблицы, имена полей, процедуры и т.д.

2. Блок памяти:

- блок файлов, контролирующиф расположение файлов на диске

- блок буфера, занимающийся буферизацией данных из основной памяти

3) Компилятор запросов- обрабатывает обращение к СУБД

4) Запросы- изменения данных

5) Модификация данных- запросы по изменению данных

6) Модификация схемы- запросы по изменению структуры БД, таблиц, представлений

7) Схема данных- вся совокупность таблиц

8) Блок транзакций- отвечает за целостность системы, взаимодействует с компилятором запросов и блоком памяти.

Классификация СУБД

Классификация СУБД

Признак классификации	Тип СУБД	Ключевые признаки
По количеству пользователей	1 - пользовательская	В конкретный момент времени с БД работает 1 пользователь
	Многопользовательская БД рабочей группы	Число пользователей менее 50 человек
	Многопользовательская БД предприятия	Число пользователей более 50 человек
По месту размещения базы данных	Централизованная	БД на одной машине
	Распределенная	БД распределена в компьютерной сети
По модели данных	Сетевые CODASYL (CODASYL (англ. COnference on DAta SYstems Language — Конференция по языкам систем обработки данных) — организация (название произносится «кодасил»), принимавшая активное участие в эволюции информационных технологий в 60-80-е годы XX века. Основана в 1959 для разработки стандартного языка программирования, этот язык получил название COBOL. В настоящее время конференция расформирована) Иерархические IMS Реляционные Многомерные Объектно-ориентированные
По способу применения и сфере использования	Транзакционная (оперативные) OLTP - системы (On line transaction processing)	СУБД работает с БД, в которой для транзакций отводится минимальное время. Запросы к базе данных должны отображаться в наикратчайшие сроки
	Хранилище данных OLAP системы(On line analytical processing)	СУБД работает с БД, предназначенной для получения необходимой информации при выработке стратегических или тактических решений. Для выполнения анализа информации.
Архитектура	Клиент-сервер	Сервер обеспечивает основные функции СУБД, клиент – поддерживает интерфейс пользователя с сервером

 

Типы команд SQL

Типы команд языка

 

DDl - язык определения данных

 

CREATE TABLE, ALTER TABLE, DROP TABLE, CREATE VIEW, ALTER VIEW, DROP VIEW, CREATE INDEX, DROP INDEX

DML – язык манипулирования данными

INSERT, UPDATE, DELETE

DQL – язык запросов к данным

SELECT

DCL – язык управления данными, либо команды администрирования данных

CREATE DATABASE, ALTER DATABASE, DROP DATABASE, GRANT (предоставление прав доступа для действий над заданными объектами БД), REVOKE (лишение прав доступа для действий над заданными объектами БД) и др.

Команды администрирования данных- предоставляют возможность аудита и анализа операций внутри БД. Могут использоваться при анализе производительности системы данных в целом.

START AUDIT, STOP AUDIT

Команды управления транзакциями – позволяют выполнить обработку информации, объединенной в транзакцию

 

COMMIT, ROLLBACK, SAVE POINT, SET TRANSACTION (назначение имени транзакции)

Процедурный язык

DECLARE, OPEN, FETCH, CLOSE, EXECUTE и др.

 

19. Типы данных SQL. Функции SQL.

Типы данных

 

Тип данных	Объявления
Символьный	CHAR | VARCHAR
Битовый	BIT | BIT VARYING
Точные числа	NUMERIC | DECIMAL | INTEGER | SMALLINT
Округленные числа	FLOAT | REAL | DOUBLE PRECISION
Дата/время	DATE | TIME | TIMESTAMP

 

Некоторые наиболее употребительные встроенные функции:

 

ABS*	вычисляет абсолютное значение числа
ACOS	вычисляет арккосинус
ASIN	вычисляет арксинус
ATAN	вычисляет арктангенс
CEILING	выполняет округление вверх
COS	вычисляет косинус угла
COT	возвращает котангенс угла
DEGREES	преобразует значение угла из радиан в градусы
EXP	возвращает экспоненту
FLOOR	выполняет округление вниз
LOG*	вычисляет натуральный логарифм
LOG10	вычисляет десятичный логарифм
PI	возвращает значение «пи»
POWER	возводит число в степень
RADIANS	преобразует значение угла из градуса в радианы
RAND	возвращат случайное число
ROUND*	выполняет округление с заданной точностью
SIGN	определяет знак числа
SIN*	вычисляет синус угла
SQUARE	выполняет возведение числа в квадрат
SQRT*	извлекает квадратный корень
TAN	возвращает тангенс угла

 

ASCII	возвращает код ASCII левого символа строки
CHAR	по коду ASCII возвращает символ
CHARINDEX	определяет порядковый номер символа, с которого начинается вхождение подстроки в строку
DIFFERENCE	возвращает показатель совпадения строк
LEFT*	возвращает указанное число символов с начала строки
LEN*	возвращает длину строки
LOWER*	переводит все символы строки в нижний регистр
LTRIM*	удаляет пробелы в начале строки
NCHAR	возвращает по коду символ Unicode
PATINDEX	выполняет поиск подстроки в строке по указанному шаблону
REPLACE	заменяет вхождения подстроки на указанное значение
QUOTENAME	конвертирует строку в формат Unicode
REPLICATE	выполняет тиражирование строки определенное число раз
REVERSE	возвращает строку, символы которой записаны в обратном порядке
RIGHT	возвращает указанное число символов с конца строки
RTRIM	удаляет пробелы в конце строки
SPACE	возвращает указанное число пробелов
STR	выполняет конвертирование значения числового типа в символьный формат
STUFF	удаляет указанное число символов, заменяя новой подстрокой
SUBSTRING	возвращает для строки подстроку указанной длины с заданного символа
UNICODE	возвращает Unicode-код левого символа строки
UPPER	переводит все символы строки в верхний регистр

 

DATEADD	добавляет к дате указанное значение дней, месяцев, часов и т.д.
DATEDIFF	возвращает разницу между указанными частями двух дат
DATENAME	выделяет из даты указанную часть и возвращает ее в символьном формате
DATEPART	выделяет из даты указанную часть и возвращает ее в числовом формате
DAY*	возвращает число из указанной даты
GETDATE*	возвращает текущее системное время
MONTH*	возвращает значение месяца из указанной даты
YEAR*	возвращает значение года из указанной даты

 

Ограничение

Проекция

Объединение

 

Пересечение

Пересечением двух совместимых по типу отношений R1 и R2 называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений R1 и R2, и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих одновременно обоим отношениям R1 и R2.

 

Синтаксис

 

R1 intersect R2

 

 

Вычитание

Вычитанием двух совместимых по типу отношений R1 и R2, называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений R1 и R2, и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих отношению R1 и не принадлежащих R2.

 

Синтаксис R1 minus R2

 

Декартово произведение

Мощность произведения равна произведению мощностей. Если атрибуты R1 и R2 имеют атрибуты с одинаковыми наименованиями, то перед выполнением операции декартового произведения такие атрибуты необходимо переименовать. Совместимость по типу не требуется.

 

Какие экзамены должны быть сданы студентами, закончившими учебный год R1[семестр <=2*курс]R2

Экви соединение это соединение, когда Q есть равенство.

 

Естественное соединение

Соединение производится по одинаковым атрибутам.

Деление

У операции деления два операнда бинарное и унарное. Результативное отношение состоит из одноатрибутивных кортежей, включающих значения первого атрибута кортежей первого операнда-отношения, таких что множество значений второго атрибута совпадает со множеством значений единственного атрибута второго операнда-отношения.

Синтаксис R1 divideby R2

 

Понятие и составляющие информационной системы

Информационная система (ИС) в целом - автоматизированная система, предназначенная для организации, хранения, пополнения, поддержки и представления пользователям информации в соответствии с их запросами.

В информационной системе имеется два компонента: программное обеспечение и электронное информационное хранилище.

1.Информационное обеспечение — совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

2.Техническое обеспечение - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы

3.Математическое и программное обеспечение - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

4.Организационное обеспечение - совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.

5.Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.