Информационные системы в экономике

Физические средства реализуются в виде автономных устройств и систем. Например, замки на дверях, где размещена аппаратура, решетки на окнах, электронно-механическое оборудование охранной сигнализации.

Программные средства представляют из себя программное обеспечение, специально предназначенное для выполнения функций защиты информации.

Организационные средства защиты представляют собой организационно-технические и организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации вычислительной техники и аппаратуры телекоммуникаций для обеспечения защиты информации.

Морально-этические средства защиты реализуются в виде всевозможных норм, которые сложились традиционно или складываются по мере распространения вычислительной техники и средств связи в обществе.

Законодательные средства защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

Все перечисленные средства защиты разделены на формальные (выполняющие защитные функции строго по заранее предусмотренной процедуре без непосредственного участия человека) и неформальные (определяющиеся целенаправленной деятельностью человека либо регламентирующие эту деятельность).

 

Тема: Базы данных

 

1. Базы данных. Понятие и классификация.
2. Виды моделей данных.
3. Понятие информационного объекта. Нормализация отношений. Типы связей информационных объектов.
4. Построение инфологической модели.

 

 

Цель любой ИС – обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова БД – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и, в конечном счете, автоматизации. Например, предприятие, ВУЗ и т.д.

Создавая БД, пользователь стремится  упорядочить информацию по различным  признакам и быстро извлекать  выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно только в том случае, если данные структурированы.

 

Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных.

 

Неструктурированными  называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

Пример неструктурированных данных:

Личное дело № 16493, Сергеев Петр Михайлович, дата рождения 1 января 1976 г.; л/д № 16593, Петрова Анна Владимировна, дата рожд. 15 марта 1975 г.; № личн. дела 16693, д.р. 14.04.76, Анохин Андрей Борисович.

 

Из примера видно, что очень  сложно организовать поиск необходимых данных, хранящихся в неструктурированном виде, а упорядочить подобную информацию практически не представляется реальным.

Чтобы автоматизировать поиск и  систематизировать эти данные, необходимо выработать определенные соглашения о способах представления данных. Например, дату рождения нужно записывать одинаково для каждого студента, она должна иметь одинаковую длину и занимать определенное место среди остальной информации. Эти же замечания справедливы и для остальных данных (номер личного дела, фамилия, имя, отчество).

После проведения несложной структуризации данной информации, она будет иметь  следующий вид:

 

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения
16493 16593 16693	Сергеев Петрова Анохин	Петр Анна Андрей	Михайлович Владимировна Борисович	01.01.76 15.03.75 14.04.76

 

База данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

 

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

 

Классификация БД

 

1. По технологии обработки данных:

 

Централизованная БД – хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

 

Распределенная БД состоит из нескольких возможно пересекающихся или даже дублирующих  друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБМ).

 

2. По способу доступа к данным:

 

БД с локальным доступом.

 

БД с удаленным (сетевым) доступом.

 

Системы централизованных БД с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

• файл-сервер;
• клиент-сервер.

 

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная база данных. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной БД. Файлы БД в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность ИС падает, поэтому пользователи могут создавать на своих рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

 

Схема обработки информации в БД по принципу файл-сервер.

 

 

 

 

Передача файлов БД для обработки

 

 

 

Рабочие станции

 

               - хранение

              

               - обработка

 

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер БД) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные,  выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту.

 

 

Схема обработки информации в БД по принципу клиент-сервер.

 

 

 

 

 

Транспортировка извлеченных данных из БД

 

 

Рабочие станции

 

Структурные элементы БД

Понятие БД тесно связано  с такими понятиями структурных  элементов, как поле, запись и файл (таблица).

Имя поля 1	Имя поля 2	Имя поля 3	Имя поля 4

 

запись     поле

 

Поле – это элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту.

Для описания поля используются следующие  характеристики:

• имя, например, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;
• тип, например, символьный, числовой, календарный;
• длина – определяется максимально возможным количеством символов;
• точность (для числовых данных).

Запись – совокупность логически связанных полей. Экземпляр  записи – это отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.

Файл – совокупность экземпляров  записей одной структуры.

Виды моделей  данных

 

Ядром любой БД является модель данных, которая представляет собой множество  структур данных, ограничений целостности  и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой  или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором  их подмножестве.

Иерархическая модель данных

 

Сначала рассмотрим графическое изображение  иерархической структуры.

Иерархическая структура  представляет собой совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево).

Графическое изображение  иерархической структуры БД

Уровень 1       А

 

 

Уровень 2   В1  В2  В3  В4  В5

 

 

Уровень 3  С1 С2  С3 С4 С5 С6  С7 С8

К основным понятиям иерархической  структуры относятся: уровень, элемент (узел) и связь. Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящемся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

К каждой записи БД существует только один (иерархический) путь от корневой записи. Например, для записи С4 путь проходит через записи А и В3.

Пример иерархической структуры БД:

Институт (специальность, название, директор)

 

 

 

Группа (номер группы, староста)

 

 

 

 

Студент (номер зачетной книжки, фамилия, имя, отчество)

 

 

 

 

 

 

Для рассмотренного примера иерархическая  структура правомерна, т.к. каждый студент  учится только в одной определенной группе, которая относится только к одному определенному институту.

Сетевая модель данных

 

В сетевой структуре при тех  же основных понятиях (уровень, узел и  связь), определения которым мы дали при рассмотрении иерархической  модели, каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Графическое изображение  сетевой структуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примером сетевой структуры  может служить структура базы данных, содержащей сведения о студентах, участвующих в научно-исследовательских работах (НИРС). Возможно участие нескольких студентов в разработке одной НИРС, а также участие одного студента в нескольких НИРС.

 

 

 

 

 

 

Пример сетевой структуры БД:

Студент (номер зачетной книжки, фамилия, группа)

 

 

 

 

Работа (шифр, руководитель, область)

 

 

 

 

Реляционная модель данных

 

Реляционные модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована  на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы – это один элемент данных;
• все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы столбца имеют одинаковый тип и длину;
• каждый столбец имеет уникальное имя;
• одинаковые строки в таблице отсутствуют;
• порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

 

Пример реляционной таблицы:

№ личного дела	Фамилия	Имя	Отчество	Дата рождения	Группа
16493 16593 16693	Сергеев Петрова Анохин	Петр Анна Андрей	Михайлович Владимировна Борисович	01.01.76 15.03.75 14.04.76	111 112 111