информатика. для экзамена ИТвЮД. 1. Основные понятия информатики
 Скачать 108.41 Kb.
|
|
36. Система управления базами данных: понятие, назначение и классификация Система управления базами данных (СУБД) – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания и использования БД многими пользователями. Система управления базами данных (СУБД) – система программного обеспечения, имеющая средства обработки на языке баз данных, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, которые поступают от прикладных программ и (или) конечных пользова-телей, и поддерживать целостность базы данных. Основные функции СУБД – это определение данных (описание структуры БД), обработка данных и управление данными. Основные функции СУБД · управление данными во внешней памяти (на дисках); · управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша; · журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев; · поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными). Состав СУБД Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты: · ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию, 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 · а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы. Классификации СУБД По модели данных[править | править вики-текст] Примеры: · Иерархические · Сетевые · Реляционные · Объектно-ориентированные · Объектно-реляционные По степени распределённости · Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере) СУБД может содержать следующие компоненты: · Среда пользователя; · Алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки дан-ных, реализованных как интерпретатор; · Компилятор; · Программы-утилиты – для быстрого программирования операций (генератор отчё-тов, форм, таблиц и т.д.). 37. Сравнение баз данных иерархической, сетевой и табличной модели данных Сетевая модель расширяет иерархическую модель, позволяя группировать связи между записями в множества. С логической точки зрения связь — это не сама запись, связи лишь выражают отношения между записями. в Сетевой модели, как и в иерархической модели, связи ведут от родительской записи к дочерней, но на этот раз поддерживается множественное наследование. Следуя спецификации CODASYL, сетевая модель поддерживает DDL (Data Definition Language — язык определения данных) и DML (Data Manipulation Language — язык обработки данных). Это специальные языки, предназначенные для определения структуры базы данных и составления запросов. Несмотря на их наличие, программист по-прежнему должен знать структуру базы данных. В сетевой модели допускаются отношения "многие ко многим", а записи не зависят друг от друга. При удалении записи удаляются и все ее связи, но не сами связанные записи. В сетевой модели требуется, чтобы связи устанавливались между существующими записями во избежание дублирования и искажения целостности. Данные можно изолировать в соответствующих таблицах и связать с записями в других таблицах. Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по определенным правилам. К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения операций над данными. Недостатком иерархической модели является ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями. Табличная база данных содержит перечень объектов одного типа, то есть объектов, имеющих одинаковый набор свойств. Такую базу данных удобно представлять в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства - в своем столбце, озаглавленном именем свойства. Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (именем соответствующего свойства) и типом данных, представляющих значения данного свойства. 38. Реляционная модель и реляционные базы данных: основные термины и понятия. Реляционная модель базируется на теоретико-множественном понятии отношения. В математических дисциплинах существует понятие «отношение» (relation), физическим представлением которого является таблица. Отсюда и произошло название модели – реляционная. Применительно к БД понятия «реляционная БД» и «табличная БД» являются синонимами. Реляционные базы получили наибольшее распространение в мире. Почти все продукты БД, созданные с конца 70-х годов, являются реляционными. В 1970 году появились работы, в которых обсуждались возможности применения различных табличных моделей данных. Наиболее значительной из них была статья сотрудника фирмы IBM д-ра Э. Кодда (Codd E.F., A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks (Реляционная модель данных для больших совместно используемых банков данных). CACM 13: 6, June 1970), где впервые был применен термин "реляционная модель данных". Проект System R был разработан в исследовательской лаборатории корпорации IBM. Этот проект был задуман с целью доказать практичность реляционной модели. Реляционные СУБД относятся к СУБД второго поколения. Основными понятиями, с помощью которых определяется реляционная модель, являются следующие: - реляционная БД – это набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД. - отношение – файл, плоская таблица, состоящая из столбцов и строк; таблица, в которой каждое поле является атомарным; - домен– совокупность допустимых значений, из которой берется значение соответствующего атрибута определенного отношения. С точки зрения программирования, домен – это тип данных; - универсум – совокупность значений всех полей или совокупность доменов; - кортеж – запись, строка таблицы; - кардинальность - количество строк в таблице; - атрибуты – поименованныеполя, столбцы таблицы; - степень отношения - количество полей (столбцов); - схема отношения – упорядоченный список имен атрибутов; - схема реляционной БД– совокупность схем отношений; - первичный ключ– уникальный идентификатор с неповторяющимися записями – столбец или некоторое подмножество столбцов, которые единственным образом определяют строки. 39. Определение и назначение основных объектов базы данных: таблица, форма ввода, запросы и отчеты. Каждой СУБД могут реализовываться свои типы объектов. К основным объектам СУБД относятся: таблицы, формы, запросы, отчеты. Остановимся более подробно на каждом из них Таблица – основной объект базы данных, в котором хранятся данные и откуда пользователи получают нужную им информа-цию из централизованных баз данных. Запрос – производный от таблицы объект базы данных, с помощью которого пользователи получают нужную информацию из таблиц. Это механизм выборки, обновления, удаления и добавления данных, создания новых таблиц на основании данных одной таблицы или нескольких существующих таблиц. Форма – объект, предназначенный для ввода данных в базу данных, для просмотра и редактирования базы данных. Отчет содержит сжатую форматированную информацию, полученную на основании базы данных по заданному формату. При этом выполняются обработка по заданному алгоритму для получения соответствующих степеней итогов и печатание отчета. Макрос – способ структурированного описания одного или нескольких действий, которые автоматически выполняются в ответ на определенное действие. Модуль – представляет набор описаний и процедур на языке Visual Basic для приложений (VBA), сохраненных в одном программном блоке. Страница доступа к данным – создана для просмотра данных из Internet или intrаnet и работы с ними. 67. Автоматизированные рабочие места сотрудников (АРМ) 1. Общая характеристика АРМ Продолжая разговор о внедрении информационных технологий в различные сферы общества, необходимо остановиться на таких видах компьютеризации производственной деятельности как создание автоматизированных рабочих мест - АРМ. В настоящее время АРМ разрабатываются и получают широкое распространение для интенсификации умственного и управленческого труда специалистов различных профессий. Низкая стоимость, надежность, простота обслуживания и эксплуатации расширяет сферу применения ПЭВМ, прежде всего за счет тех областей человеческой деятельности, в которых раньше вычислительная техника не использовалась из-за высокой стоимости, сложности обслуживания и взаимодействия. К таким областям относится в первую очередь те виды деятельности, где применение ПЭВМ позволило реально повысить производительность труда специалистов, связанных с обработкой информации. Наиболее эффективной организационной формой использования ПЭВМ является создание на их базе АРМ конкретных специалистов (экономистов, статистиков, бухгалтеров, руководителей), поскольку такая форма устраняет психологический барьер в отношениях между человеком и машиной. Анализируя литературные источники, АРМ можно определить как совокупность информационно-программно-технических ресурсов, обеспечивающую конечному пользователю обработку данных и автоматизацию управленческих функций в конкретной предметной области. Иными словами АРМ – это индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального труда специалиста [7]. Накопленный опыт подсказывает, что АРМ, создаваемых на базе ПЭВМ, должен отвечать следующим требованиям: своевременное удовлетворение информационной и вычислительной потребности специалиста; минимальное время ответа на запросы пользователя; адаптация к уровню подготовки пользователя и его профессиональным запросам; простота освоения приемов работы на АРМ и легкость общения, надежность и простота обслуживания; терпимость по отношению к пользователю; возможность быстрого обучения пользователя; возможность работы в составе вычислительной сети. Назначение АРМ (автоматизированное рабочее место) заключается в информационной поддержке формирования и принятия решений для достижения поставленной цели в любой предметной области. Решения принимает как управляющий каким-либо объектом, так и журналист, социолог, юрист, экономист, стремящийся решить поставленную перед ним (руководством или самой жизнью и обстоятельствами) задачу. Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ. 2. Принципы создания АРМ Общие принципы создания АРМ следующие: системность; гибкость; устойчивость; эффективность. Согласно принципу системности АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением. Принцип гибкости означает приспособляемость системы к возможным перестройкам благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов. Принцип устойчивости заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возможных факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы - быстро восстановима. Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам по созданию и эксплуатации системы. 3. Составляющие АРМ и их характеристика Структурно АРМ включает функциональную и обеспечивающую части. Функциональная часть определяет содержание конкретного АРМ и включает описание совокупности взаимосвязанных задач, отражающих особенности автоматизируемых функций деятельности пользователя. В основе разработки функционального обеспечения лежат требования пользователя к АРМ и его функциональная спецификация, включающая описание входной и выходной информации, средств и методов достижения достоверности и качества информации, применяемых носителей, интерфейсов связи. Обычно сюда же относятся описания средств защиты от несанкционированного доступа, восстановления системы в сбойных ситуациях, управление в нестандартных случаях. Обеспечивающая часть включает традиционные виды обеспечения: информационное; программное; техническое; технологическое, и другие. Информационное обеспечение включает описание организации информационной базы, регламентирует информационные связи, предопределяет состав и содержание всей системы информационного отображения. Программное обеспечение АРМ подразделяется на общее и функциональное. Общее программное обеспечение поставляется в комплекте с ПЭВМ и включает операционные системы, прикладные программы, расширяющие возможности операционных систем, программные средства диалога и другие. Общее ПО предназначено для управления работой процессора, организации доступа к памяти, периферийным устройствам, запуска и управления процессором, выполнения прикладных программ, обеспечения выполнения программ на языках высокого уровня. Общее программное обеспечение (ПО) обеспечивает функционирование вычислительной техники, разработку и подключение новых программ. Сюда входят операционные системы, системы программирования и обслуживающие программы. Функциональное программное обеспечение предназначено для автоматизации решения функциональных задач, включает универсальные программы и функциональные пакеты. При проектировании этих программных средств необходимо соблюдать принципы ориентации разработки на конкретного пользователя. Совокупность требований к программному и техническому обеспечению отображается на множестве функций пользователя, и это позволяет решать проблему профессиональной ориентации на пользователя. Профессиональная ориентация АРМ определяется функциональной частью ПО (ФПО). Именно здесь закладывается ориентация на конкретного специалиста, обеспечивается решение задач определенных предметных областей. Техническое обеспечение АРМ представляет собой комплекс технических средств обработки информации на базе ПЭВМ, предназначенный для автоматизации функций специалиста в предметной и проблемной областях его профессиональных интересов. АРМ специалиста сферы организационного управления обычно базируется на ПЭВМ индивидуального или коллективного пользования. Технологическое обеспечение АРМ предназначено для организации технологического процесса использования АРМ применительно к комплексу решаемых задач, соответствующих функциям специалиста. Технологический процесс представляет собой совокупность функциональных работ, включающих обеспечение ввода, контроля, редактирования и манипулирования данными, накопление, хранение, поиск, защиту, получение выходных документов. В связи с тем, что пользователь является, как правило, участником некоторого коллектива и выполняет в нем определенную работу, необходимо предусмотреть технологическое взаимодействие исполнителей при решении задач, обеспечить условие совместной работы специалистов. Эти положения должны отражаться в квалификационных требованиях и должностных инструкциях пользователей АРМ. 4. Классификация АРМ В основу классификации АРМ может быть положен ряд классификационных признаков. С учетом областей применения возможна классификация АРМ по функциональному признаку: АРМ административно - управленческого персонала; АРМ проектировщика радиоэлектронной аппаратуры, автоматизированных систем управления и т. д.; АРМ специалиста в области экономики, математики, физики, и т. д.; АРМ производственно-технологического назначения. Важным классификационным признаком АРМ является режим эксплуатации, по которому выделяются одиночный, групповой и сетевой режимы эксплуатации. В случае одиночного режима эксплуатации АРМ реализуется на обособленной ПЭВМ, все ресурсы который находятся в монопольном распоряжении пользователя. Такое рабочее место ориентировано на решение нестандартных, специфических задач, и для его реализации применяются ЭВМ небольшой мощности. При групповом режиме эксплуатации на базе одной ЭВМ реализуется несколько рабочих мест, объединенных по принципу административной или функциональной общности. В этом случае требуются уже более мощные ЭВМ и достаточно сложное программное обеспечение. Групповой режим эксплуатации обычно используется для организации распределенной обработки данных в пределах отдельного подразделения или организации для обслуживания стабильных групп специалистов и руководителей. Сетевой режим эксплуатации АРМ объединяет достоинства первого и второго. В этом случае каждое АРМ строится на базе одной ЭВМ, но в то же время имеется возможность использовать некоторые общие ресурсы вычислительной сети. Одним из подходов к классификации АРМ является их систематизация по видам решаемых задач. Возможны следующие группы АРМ: для решения информационно-вычислительных задач; для решения задач подготовки и ввода данных; для решения информационно-справочных задач: для решения задач бухгалтерского учета; для решения задач статистической обработки данных; для решения задач аналитических расчетов. 5. Применение АРМ в работе правоохранительных органов В качестве примера использования АРМ в практике ОВД рассмотрим комплексную автоматизированную систему управления, связи и контроля дежурной части ГУВД г. Москвы – КАСУ ДЧ ГУВД [11]. В процессе реализации проекта по созданию КАСУ ДЧ ГУВД важнейшие функции выполняют такие подсистемы, как прикладное программное обеспечение «Карточка происшествий», «Уголовная статистика», «Оперативная Сводка». Остановимся подробнее на «Карточке происшествия», которая является элементом АРМ помощника оперативного дежурного службы "02". Прикладное программное обеспечение "Карточка происшествий" (ППО КП) – важнейший программный продукт в ряду современных информационных технологий, обеспечивающих оперативность работы службы "02" обеспечивают. Именно оно является тем средством автоматического формализованного составления документов, которое позволило значительно сократить время реагирования на сигналы в службу "02". В «Карточке происшествий» регистрируются абсолютно все сообщения граждан по телефону "02", включая ложные. Путем автоматической передачи КП в заинтересованные инстанции производится оперативное оповещение тех служб, которые в каждом конкретном случае уполномочены принимать решение (рис. 2). Получив «Карточку», оперативный дежурный ОВД проверяет происшествие и регистрирует его в журнале учета информации (ЖУИ), после чего вносит результат проверки в "Карточку происшествий" (рис. 3). Таким образом, потери сообщений исключаются, доступ к информации уполномоченным сотрудникам максимально облегчается, ее циркуляция в системе становится доступной для контроля. Автоматизированное рабочее место службы "02" создано на базе специализированного пульта дежурного оператора, который принимает сообщения о противоправных действиях, передаваемые по телефону "02". Соединение не переадресовывается в подразделения ДЧ ГУВД, регистрация заявления производится на месте. После поступления каждого вызова на пульт оператора службы "02" автоматически запрашивается номер вызывающего абонента, и регистрируются моменты наступления фаз соединения (момент занятия линии, ответа оператора службы "02" и отбоя), при этом автоматически ведется протокол работы дежурного оператора. После определения номера вызываемого абонента автоматически формируется запрос в базу данных "Соната", откуда выбирается информация об адресе установки телефона заявителя. Во время переговоров дежурного оператора с заявителем формируется запрос в базу данных адресов установки телефонов, который выводится на экран видеотерминала оператора. Этот запрос отправляется в базу данных, откуда поступает информация о подразделении ГУВД, ответственном за зону, в которой фиксируется происшествие. Пока оператор ведет переговоры с заявителем, он заполняет формализованную «Карточку происшествия» и определяет значимость происшествия. По поступлении этой информации автоматически определяются подразделения, контролирующие и непосредственно ответственные за реагирование на происшествие. По этим определенным адресам опять же автоматически направляется составленная оператором "Карточка происшествия" с автоматическим же подтверждением поступления информации адресату. При этом информация поступает на один из пультов службы оперативного дежурного по городу (ОДГ), УВД, а также в территориальные отделения внутренних дел и другие службы В процессе переговоров с заявителем автоматически в цифровом виде выполняется запись телефонного разговора. Для обеспечения надежной работы дежурный оператор имеет выход на городскую телефонную сеть (МГТС) и внутреннюю служебную сеть (АТС ГУВД), доступ к прямым телефонным линиям, выход на сеть передачи данных, доступ к локальным и общим базам данных (рис. 4). Каждый пульт дежурного оператора имеет прямую связь с оперативным дежурным по городу, радиоцентром (РЦ), дежурными частями подразделений милиции и другими управлениями и службами ГУВД. Чтобы проконтролировать получение "Карточки происшествия" тем подразделением, в которое она направлена, оператор может связаться с ним по телефону. При этом можно воспроизвести запись разговора по телефону или направить файл с записью по внутренней локальной сети. В зависимости от полномочий оператора, с каждого АРМ возможен доступ к следующим информационным ресурсам: данные о зонах ответственности подразделений органов внутренних дел; данные об адресах установки телефонов; служебная информация о службе "02" (адреса, телефоны, размещение); электронная карта Москвы. Зал службы "02" оснащается средствами коллективного отображения: информационное табло с данными о ходе реагирования на обращения с указанием количества сигналов, находящихся в работе и в режиме ожидания. 41. Компьютерные сети это система распределенной обработки информации, состоящая как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. Следует различать компьютерные сети и сети терминалов (терминальные сети). Компьютерные сети связывают компьютеры, каждый из которых может работать и автономно. Терминальные сети обычно связывают мощные компьютеры - майнфреймы (mainframes), а в отдельных случаях и персональные компьютеры с устройствами (терминалами), которые могут быть достаточно сложны, но вне сети их работа или невозможна, или вообще теряет смысл. Например, сеть банкоматов или касс по продаже билетов. Строятся они на совершенно иных, чем компьютерные сети, принципах и даже на другой вычислительной технике.\ Классификация Локальные компьютерные сети Глобальные компьютерные сети Беспроводные локальные компьютерные сети Региональные компьютерные сети Персональные компьютерные сети Нательная компьютерная сеть Компьютерные сети могут соединять различное количество компьютеров и охватывать различные по величине территории. Сеть, соединяющая компьютеры, расположенные в пределах кабинета, помещения, одного или нескольких домов, называют локальной. Локальные сети создаются в учебных заведениях, банках, других организациях. В локальной сети может быть от двух до нескольких сотен компьютеров. Главной особенностью локальной сети сравнительно короткие, скоростные, качественные линии связи. 42. Сетевые технологии – клиент сервер и файл сервер «Файл-сервер»- выделение одной ЭВМ в сети для хранения базы данных. Пользователи со своих рабочих станций выполняют запросы к базе данных, после чего им передаются требуемые файлы. На рабочей станции находятся и средства пользовательского интерфейса и программные приложения, а на сервере хранится только файл базы данных. «Клиент-сервер»- помимо хранения базы данных на одной из ЭВМ сети на ней же производится и обработка запросов пользователей, после чего требуемые с запросом данные передаются на комп. пользователя (характерно применение языка запросов SQL- Structured Query Language). Идея разделить ключевые функции по обработке информации между программой приложением (klient), установленной на рабочей станции, и программой server, установленной на комп. и выполняющая роль сервера. 43. Локальные |