Організація інформаційної бази

 

Ефективне функціонування інформаційної системи об’єкта можливе лише при відповідній організації інформаційної бази – сукупності впорядкованої інформації, яка використовується при функціонуванні ІС і поділяється на зонішньо- і внутрішньомашинну (машинну) бази
(ГОСТ 34.003–90).

Зовнішньомашинна інформаційна база – частина інформаційної бази, яка являє собою сукупність повідомлень, сигналів і документів, призначених для безпосереднього сприйняття людиною без застосування засобів обчислювальної техніки.

Внутрішньомашинна інформаційна база – частина інформаційної бази, яка є сукупністю інформації, що використовується в ІС на носіях даних.

Така зовнішньомашинна ІБ має багато модифікацій від подання у вигляді повідомлень на паперовому носії, запитів на екрані дисплея та домовного спілкування з ЕОМ.

Внутрішньомашинна ІБ пройшла три етапи еволюції.

Перший етап характеризується роз’єднаним фондом даних:

1) програми розв’язання кожної окремої задачі становили одне ціле з масивами, які оброблялися;

2) використання якого-небудь масиву для іншої задачі забезпечувалось індивідуально пристосуванням до форм подання даних, структур елементів масивів і т ін.;

3) опис даних не потрібний, оскільки структура була раніше відома;

4) коригування масивів виконувалось індивідуальними засобами;

5) задача розв’язувалася в пакетному режимі, користувач отримував результати винятково у вигляді машинограм і виробничих документів через групу підготовки і оформлення даних.

Дані розглядаємо на трьох рівнях, і є пряма залежність логічного рівня програми (ЛРП), фізичного (ФРЗ) та логічного (ЛРЗ) рівня збереження (ЛРП=ФРЗ=ЛРЗ).

Другий етап – централізований фонд даних.

1. Дані відокремлені від процедур їх обробки і організовані в бібліотеки масивів загального користування. Подання інформації, формати елементів даних і структура масивів уніфіковані і не залежать від конфігурації пам’яті та її організації.

2. Опис даних відокремлено як від програм, так і від самих даних, тому дані й програми їх обробки стають значною мірою незалежними. Це полегшує зміну структур даних і програм. Але реорганізація бібліотеки і її окремих груп компонентів потребує зміни програми обробки.

Залишаються залежні логічні рівні програми і збереження (ЛРП=ЛРЗ).

Третій етап – організація баз даних – характеризується:

1) об’єднанням не лише інформації, а й апаратно-програмних засобів її поповнення, коригування і видачі користувачеві;

2) повним відокремленням функцій нагромадження, ведення і реорганізації даних від функцій їх обробки. Дані коригуються поза рівнем програм користувача за допомогою власного апарату бази даних;

3) появою логічного буфера, системи управління базою даних, розв’язки між програмами користувача і базою даних;

4) можливістю оперативної реалізації довільних запитів у режимі безпосереднього зв’язку з ЕОМ;

5) високим ступенем централізації загальносистемних масивів, яка передбачає спільне використання загальних даних;

6) різноманітністю даних і зв’язаністю в довільні логічні структури;

7) наявністю потужного програмного забезпечення і мовних засобів.

Усі рівні незалежні.

Нині існують другий і третій етапи. Основною задачею є визначення потрібної кількості баз даних і оптимального розподілу інформації між ними з урахуванням того, що економічний об’єкт – це динамічна система, яка перебуває в постійному розвитку. Використовуючи пріоритет виробничих функцій, необхідно побудувати таку базу даних. Так, навколо поняття «Модель виробу» формуються дві оболонки: внутрішня являє конструкторську документацію, зовнішня – технологічну і управлінську інформацію (рис. 6.2).

Однак виникла така проблема: визначити, чи потрібна одна база даних, кілька локальних, взаємозв’язана розподілена база даних, локальні файли чи їх комбінації і т.п. При цьому враховується інформація, що використовується для реалізації багатьох функцій, особливо в оперативному режимі, активна інформація, тобто така, що використовується багаторазово.

Описуючи організацію інформаційної бази (РД 50-34.698–90), потрібно дати опис логічної і фізичної структур бази даних.

 

Рис. 6.2. Структура бази даних «Модель виробу»

 

Документ складається з двох частин:

1) опис внутрішньомашинної інформаційної бази;

2) опис зовнішньомашинної інформаційної бази.

Кожна частина складається з таких розділів:

1) логічна структура;

2) фізична структура (для зовнішньомашинної інформаційної бази);

3) організація ведення інформаційної бази.

У розділі «Логічна структура» наводять опис складу даних, їх формати і взаємозв’язки між даними.

У розділі «Фізична структура» наводять опис вибраного варіанта розміщення даних на конкретних машинних носіях даних.

При описі структури внутрішньомашинної інформаційної бази наводять перелік баз даних і масивів та логічні зв’язки між ними. Для масиву інформації вказують логічну структуру масиву чи дають посилання на документ «Опис масиву інформації».

Описуючи структуру зовнішньомашинної інформаційної бази, наводять перелік документів та інших інформаційних повідомлень, використання яких передбачено в системі, із зазначенням автоматизованих функцій, при реалізації яких формується чи використовується цей документ.

Якщо цю інформацію наведено у документах «Перелік вхідних сигналів і даних» і «Перелік вихідних сигналів», можна посилатися на ці документи.

У розділі «Організація ведення інформаційної бази», описуючи внутрішньомашинну базу, наводять послідовність процедур при створенні і обслуговуванні бази із зазначенням в разі потреби регламенту виконання процедур і засобів захисту бази від руйнування і несанкціонованого доступу, а також зв’язків між масивами баз даних і масивами вхідної інформації.

Описуючи зовнішньомашинну інформаційну базу потрібно навести послідовність процедур по маршруту руху груп документів до передачі їх на обробку, а також описати маршрут руху вихідних документів.

Види інформаційних масивів

 

При організації раціонального варіанта внутрішньомашинної інформаційної бази даних, яка найбільш повно відбиває специфіку об’єкта управління, перед розробниками постають вимоги до організації масивів, які можуть бути суперечливими. До них належать:

1) повнота подання даних;

2) мінімальний склад даних;

3) мінімізація часу вибірки даних;

4) незалежність структури масивів від програмних засобів їх організації;

5) динамічність структури інформаційної бази.

Найбільш суперечливою з них є вимога повноти подання даних, мінімізація складу даних і мінімізація часу вибірки даних. Оптимальним є повне взаємне врахування всіх вимог, що випливають з процесів, які автоматизуються.

Останнім часом склалися такі основні підходи до побудови внутрішньомашинної інформаційної бази:

1) проектування масиву як відображення змісту окремого документа;

2) проектування масивів для окремих процесів управління;

3) проектування масивів для комплексів процесів управління, які реалізуються;

4) проектування бази даних;

5) проектування кількох баз даних.

Кожний з цих підходів має свої переваги і недоліки, а вибір залежить від обчислювальної техніки, яка використовується, програмних засобів і специфіки процесів, що автоматизуються.

Проектування масивів передбачає визначення їх складу, змісту, структури і вибір раціонального способу їх подання в пам’яті обчислювальної системи.

Поняття складу і змісту масивів передбачає визначення оптимальної кількості масивів і переліку атрибутів (полів), які у них містяться.

Під структурою масиву розуміємо формат записів у масиві, розмір полів і їх розміщення в машинному записі, ключові атрибути і впорядкування масиву за ними.

Вибираючи раціональний спосіб подання масиву в пам’яті визначають такий спосіб зберігання даних, за якого забезпечувалися б мінімальний обсяг пам’яті для розміщення масиву, висока швидкість пошуку даних, а також можливість збільшення і оновлення масиву. Кожний масив характеризується обсягом, способом організації, стабільністю і ступенем активності.

З точки зору використання масивів на різних етапах технологічного процесу обробки даних виділяють такі типи масивів: вхідні (первинні), основні (базові), робочі (проміжні) й вихідні (результатні).

Вхідні масиви — це проміжна ланка між первинними інформаційними повідомленнями і основними масивами. Зміст і розміщення даних у вхідному масиві аналогічні змісту й розміщенню їх у первинному інформаційному повідомленні.

Основні масиви створюються на основі вхідних, постійно зберігаються і містять основні дані про об’єкти управління і процеси виробництва. Кожний основний масив містить усю сукупність інформації, яка всебічно характеризує однорідні об’єкти і потрібна для реалізації функцій управління. За змістом ці масиви ми можемо класифікувати на такі групи: нормативні, розціночні, планово-договірні, регламентуючі, довідково-табличні й постійно-облікові.

Необхідність створення таких масивів зумовлена необхідністю забезпечення принципу одноразового формування масивів, внесення змін і усунення дублювання. Це в свою чергу призводить до різкого збільшення його розміру і ускладнення використання в процесі реалізації тих чи інших процесів, оскільки часто потрібна лише частина інформації основного масиву, а це вимагає створення робочих масивів.

Робочі масиви призначені для роботи програм, які реалізують розв’язання конкретних задач процесів управління і містять обмежене коло атрибутів одного чи кількох основних масивів. Робочі масиви організуються в момент розв’язання задачі й лише на час її розв’язання, після чого їх анулюють.

Вихідні масиви формуються в процесі розв’язання задачі й використовуються для модифікації основних масивів і виведення вихідних (результатних) інформаційних повідомлень.

Основні масиви можуть мати вигляд локальних масивів чи організовані в базу даних (БД) під керуванням системи управління базою даних (СУБД).

Взаємозв’язок користувача з базою даних зображено на рис. 6.3.

База даних – іменована сукупність даних, що відображає стан об`єктів та їх відношення у визначеній проблемній сфери (закон України “Про Національну програму інформатизації” (74/98-ВР від 04.02.98).

 

 

Рис. 6.3. Взаємозв’язок користувача з базою даних

 

Система управління базами даних – це сукупність програм і мовних засобів, які призначені для управління даними в базі даних і забезпечують взаємодію її з прикладними програмами (ГОСТ 20886–85).

Масив даних – це конструкція даних, компоненти якої ідентичні за своїми характеристиками і є значеннями функції від фіксованої кількості цілочислових аргументів (ГОСТ 20886–85).

Файл – це ідентифікована сукупність примірників повністю описаного в конкретній програмі типу даних, розміщених іззовні програми в зовнішній пам’яті та доступних програмі, за допомогою спеціальних операцій (ГОСТ 20886–85).