маршрутезатор. Лекции АИС УФИС 2011 студентам. Лекция 1 Введение

• Название: Лекция 1 Введение
• Анкор: маршрутезатор
• Дата: 31.05.2022
• Размер: 1.14 Mb.
• Имя файла: Лекции АИС УФИС 2011 студентам.doc
• Тип: Лекция; #559831
• страница: 4 из 10

Лекция 19
Различают два основных класса СУБД:

• 
  персональные — ориентированы на работу одного пользователя на ПК (dBase, FoxPro, MS Access и др.);
  
• 
  многопользовательские — ориентированы на параллельную работу многих пользователей на больших компьютерах (MS SQL Server).
  

Первый этап проектирования БД — построение концептуальной информационной модели организации. Для этого должны быть изучены концептуальные требования заказчика (организации) и на основе анализа этих требований определены сущности. Результатом работ 1-го этапа проектирования БД должен быть список основных сущностей — прообраз будущих таблиц и информационная (концептуальная) модель данных.

Второй этап проектирования — определение взаимосвязей между сущностями. Результатом работ 2-го этапа проектирования БД должна быть схема, отражающая взаимосвязи между сущностями.

Третий этап проектирования — задание первичных и внешних ключей для перехода между сущностями. Результатом работ 3-го этапа проектирования БД должна быть общая таблица с описанием всех сущностей — прообразами будущих таблиц. В таблице, кроме атрибутов (будущих полей), задаются первичные и внешние ключи для каждой таблицы.

Четвертый этап проектирования — приведение модели к требуемому уровню нормальной формы, т. е. выполнение нормализации отношений между таблицами. Следует удалить из БД избыточную информацию. Для этого нужно создать для каждой сущности по одной таблице с ее именем, а полями будут атрибуты сущности. При этом следует выполнить условия:

первой нормальной формы таблицы:

• 
  каждое поле должно быть неделимо;
  
• 
  не должно быть повторяющихся полей или групп полей; второй нормальной формы таблицы:
  

все условия первой нормальной формы;

• 
  первичный ключ однозначно определяет всю запись;
  
• 
  все поля зависят от первичного ключа;
  
• 
  первичный ключ не должен быть избыточен; третьей нормальной формы таблицы:
  
• 
  все условия второй нормальной формы;
  

• каждое неключевое поле не должно зависеть от другого неключевого поля.

Пятый этап проектирования — описание каждой таблицы:

• присвоение имен таблицам и полям, определение типа и размера полей, указание полей, по которым надо построить ключи и индексы, определение виртуальных полей, указание назначения каждого поля. Результатом работ 5-го этапа проектирования БД должны быть нормализованные таблицы с полным описанием всех их элементов.

Лекция 20
Многопользовательские СУБД состоят из ядра (сервера) и большого числа программ-агентов, которые обслуживают запросы конечных пользователей, и прикладных программ. Ядро и данные находятся на одном компьютере. Одна копия СУБД управляет одной копией данных. Одновременный доступ к данным многих пользователей и устранение конфликтов организует единая управляющая система.

Банк данных (БнД) — система специально организованных данных, программных, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных. Можно сказать, что БнД включает БД, СУБД, наборы входных и выходных форм, организационные методы и технические средства.

База знаний — именованная совокупность организованных данных и знаний в определенной предметной области и логические правила манипулирования ими для получения необходимых, в том числе новых, знаний. БЗ является, как правило, информационной основой экспертных систем

Для формирования БЗ используют три способа приобретения знаний:

• 
  диалог эксперта с инженером по знаниям;
  
• 
  автоматическая генерация знаний;
  

• построение индивидуальной модели исследования предметной области конкретным экспертом.

Интеграция данных в базах подразумевает совместное использование данных для решения различных задач. Однако это требует централизованного управления, которое называется администрированием данных. Коллектив специалистов, обслуживающий большие БД, включает администратора, аналитиков, системных и прикладных программистов.

Администратор — специалист, имеющий представление об информационных потребностях конечных пользователей и отвечающий за определение, загрузку, защиту и эффективность БД.
2.1.3. Файлы операционной системы

Файлы операционной системы (ОС) содержат совокупность системных данных, которая называется файловой системой.

Файл — это именованная совокупность данных, записанных на носителе в виде массива байтов (блоков определенной длины). По типу записей выделяют файлы с записями постоянной, переменной (неопределенной) длины и образующие байтовый или битовый поток. По способу выборки информации выделяют файлы последовательного, прямого доступа и доступа по индексу.

Каталог содержит имена файлов и обеспечивает связь между ними и самими файлами. Весь набор каталогов образует на диске иерархическое дерево каталогов. На верхнем уровне находится корневой каталог. Такая организация позволяет эффективно хранить файлы на диске.

Файлы операционной системы — управляющие программы, предназначенные для функционирования ЭВМ и организации требуемых режимов обработки данных.

Лекция 21
2.1.4. Форматная база

Форматная база включает типы, форматы и структуры данных, записей, документов.

Тип данных определяется типом значений, которые могут принимать данные (константы, переменные, выражения) и множеством допустимых операций над ними.

В языках программирования, системах управления базами данных, информационно-поисковых системах используют следующие основные типы данных: целый (integer), действительный (real), двоичный (binary), логический (boolean), символьный (char), длинный текстовый (memo), дата (date), время (time) и другие.

Структуры:

данных — элементарные данные, массивы; записей — агрегаты данных (именованные группы переменных разного типа);

документов — файл (совокупность данных об объектах, при этом данные могут быть структурированы в элементарные или агрегатные (групповые) поля).

Основные структуры данных: массивы, записи, текстовые поля, множественные поля записи, групповые поля записи, повторяющиеся поля записи.

Формат — вид записи данных, организованных в файлы. Тип и назначение файла определяют его формат. В операционных системах (ОС), как правило, имеется два типа файлов: символьные и двоичные. В символьном виде обычно представлены исходные данные и программы, а в двоичном — программы, записанные в машинных кодах.

В настоящее время в различных системах имеется большое разнообразие форматов файлов. Они могут иметь следующие расширения:

• графические файлы (бинарные) — bmp, рсх, tif, gif, jpg;

• табличные файлы (форматированы по столбцам и строкам, содержат информацию разного типа) — wks, xls, а также файлы реляционных баз данных — dbf;

• 
  звуковые файлы — wav, mid, mp3, mod;
  
• 
  видеофайлы — avi, mov, mpg;
  

• мультимедиафайлы (содержат информацию разного вида — аудио, видео) — mpeg и другие.

Унифицированные документы, используемые в АСУ, представляют собой набор форм организационно-распорядительной информации в соответствии со стандартом и форм для внутрисистемного пользования.

Лекция 22
2.1.5. Лексическая база

Лексическая база включает классификаторы, кодификаторы, словари и тезаурусы и др. лексико-лингвистические таблицы. Они используются для ввода, обработки и вывода информации в АИС.

Классификатор — систематизированный свод (документ, словарь), отображающий закон разбиения множества объектов на классы, группы и т. д.

Кодификатор — словарь, в котором присвоены коды (символы) обозначаемым понятиям, объектам, сущностям и т. д.

Тезаурус — толковый словарь дескрипторов (слов или словосочетаний), значение которых объясняется через связи с другими лексическими единицами (дескрипторами).

Экономическая информация — частный случай информации. Это — совокупность сведений, отражающих условия, состояния и результаты общественного производства

Для управления экономикой используется планирование, учет, контроль, регулирование, диспетчеризация и т. д. При этом техническая, технологическая, социальная и любая другая информация становится экономической, так как применяется в экономике. Совокупность таких данных, используемых с указанной целью, образует систему экономической информации.

В состав постоянной экономической информации входит нормативная, расценочная, справочная, структурная, табличная, маршрутная информация.

К нормативной информации относятся: конструкторско-технологические нормативы на оборудование и производственные помещения, сырье, материалы, трудовые и стоимостные нормативы, нормативы складских запасов материалов и многие другие. Нормативы регламентируют состав и количественные характеристики продукции, материалов и т. д., определяют порядок выполнения работ, указывают состав технических средств и состав исполнителей. Нормативно-справочная информация заимствуется из справочников и нормативных документов.

Расценочная информация — данные о стоимости единицы продукции, материальных ресурсов, выполняемых работ. Расценочная информация утверждается соответствующими организациями.

Справочная информация — информация об относительно постоянных свойствах объектов (табельный номер сотрудника, номер цеха и т. д.).

Структурная информация характеризует структурный состав объекта, т. е. последовательность вхождения каждого составляющего элемента в некоторое соединение (например, в автомобиле 40000 деталей, а данный завод изготавливает 20-25).

Табличная информация — совокупность данных, полученных в результате вычисления по соответствующим формулам и занесенных в таблицу значений переменных и выходных данных — результатов вычислений (например, таблица налогов по заработной плате и т. п.).

Маршрутная информация отражает технологическую последовательность выполнения процесса (обработки деталей, очередность сборки и т. д.).

Вся эта информация должна быть рационально организована, структурирована, т. е. классифицирована.

Классификация — система распределения всего множества предметов или понятий по общим признакам или различиям на отдельные группы или подмножества.

Классификатор — систематизированный свод (документ), отображающий закон разбиения множества объектов на классы, группы и т. д. Это также свод кодовых обозначений классификации, наименований этих объектов и фасетов (групп) классификационных признаков объектов.

Лекция 23
К настоящему времени в нашей стране разработаны общероссийские классификаторы (ОК). Ниже приводится их перечень:

1. 
   ОК предприятий и организаций (ОКПО);
   
2. 
   ОК органов государственной власти и управления (ОКОГУ);
   
3. 
   ОК экономических районов (ОКЭР);
   

4) ОК видов экономической деятельности, продукции и услуг(ОКДП);

5. 
   ОК специальностей по образованию (ОКСО);
   
6. 
   ОК занятий (ОКЗ);
   
7. 
   ОК управленческой документации (ОКУД);
   
8. 
   ОК продукции (ОКП);
   

9) ОК информации по социальной защите населения(ОКИСЗН);

10. 
    ОК услуг населению (ОКУН);
    
11. 
    ОК стандартов (ОКС);
    

12) ОК профессий рабочих, должностей служащих и тариф-ных разрядов (ОКПДТР);

13. 
    ОК валют (ОКВ);
    
14. 
    ОК основных фондов (ОКОФ);
    

15) ОК изделий и конструкторских документов машино-строения и приборостроения (ОКЕСКД);

16. 
    ОК единиц измерения (ОКЕИ);
    

16. 
    ОК специальностей высшей научной квалификации (ОКСВНК) и другие.
    

При классификации множества выбирается определенная система кодирования, т. е. каждой позиции классификатора присваивается кодовое обозначение.

Кодирование — это перевод записи из одной формы в другую с помощью символов.

Система кодирования — совокупность правил, определяющих систему знаков и порядок их использования в работе с информацией.

Кодирование должно обеспечить:

• 
  компактное и удобное представление информации;
  
• 
  удобство обработки информации;
  
• 
  сопряжения различных технических устройств и людей, работающих с кодированной информацией.
  

Системное кодирование может быть:

1. 
   последовательным — реализуется иерархическая система классификаций;
   
2. 
   параллельным — соответствует фасетной классификации. Отсутствует взаимная зависимость между группами, ее легко изменять;
   
3. 
   серийно-порядковым — при наличии двух классификационных признаков объекты делят на группы. В каждой группе — порядковая система кодов, в каждой группе — серия.
   

Принципы кодирования:

• 
  выбирать значимость кода минимальной;
  
• 
  обеспечивать максимальную логичность кода;
  
• 
  учитывать особенности применяемых технических средств;
  
• 
  учитывать особенности автоматизируемого производства;
  
• 
  использовать существующие коды номенклатур и общих обозначений;
  
• 
  учитывать перспективы развития производства.
  

Шифр — условное обозначение определенного информационного понятия. Шифр может состоять из комбинации букв, чисел или букв и чисел.
Тезаурус (дескрипторный словарь) включает, как правило, лексико-семантические алфавитные указатели и систематические указатели.

Лексико-семантические алфавитные указатели содержат дескрипторы с сопровождающими дескрипторными статьями и недескрипторы (с отсылкой «см.» к соответствующему дескриптору).

Дескрипторная статья — упорядоченный класс дескрипторов и недескрипторов (синонимов дескрипторов), связанных вне-контекстными отношениями с заглавным дескриптором.

Лекция 24
2.1.6. Языковые средства

Языковые средства — информационные языки (языки описания данных — ЯОД, словари данных, языки манипулирования данными — ЯМД).

ЯОД — язык высокого уровня, предназначен для формализо-ванного описания типов данных, их структур и взаимосвязей. С его помощью администратор БД и программисты описывают структуру и содержимое БД. В настоящее время стандартом ЯОД стал язык SQL (Structured Query Language), в котором предусмотрены компоненты для описания БД.

Словарь данных — файл или таблица БД, содержащие описания данных и типы их обработки.

ЯМД предназначен для поиска и отображения данных и включает в себя язык запросов (ЯЗ) и информационно-поисковый язык (ИПЯ). ЯМД является средством, которое применяется пользователем или прикладным программистом для выполнения операций над данными.

2.2. Математическое обеспечение

2.2.1. Назначение, состав и структура математического обеспечения (МО)

Состав МО:

1. 
   Математическое описание (формализация) задач.
   
2. 
   Математические модели и их оптимизация.
   

3. Данные, подготовленные для описания исследуемых про-цессов.

4. Алгоритмы решения задач.

5. Анализ моделей и алгоритмов по результатам выполненных работ на ЭВМ.

Система математического обеспечения АС должна выполнять следующие функции:

• реализацию любых процедур обработки данных;

• 
  компоновку рабочих программ решения конкретных задач из стандартных программ и оригинальных блоков;
  
• 
  организацию управления процессом решения задач и их комплексов;
  
• 
  реализацию экономико-математических методов решения оптимизационных задач.
  

В МО по последовательности проектирования АСУ рассматривают три уровня:

1) математическое обеспечение конкретной АС, которой оп-ределяется мощность АС;

2) автоматизацию проектирования АС;

3) автоматизацию программирования и организацию работ наЭВМ.

Разработка МО предполагает выполнение следующих этапов:

• 
  создание модели системы;
  
• 
  разработку укрупненного алгоритма;
  
• 
  разработку алгоритмов отдельных элементов МО;
  

• проверку достоверности алгоритмов (выбор вычислительных средств, проведение программирования, проверку достоверности программы).

Прежде всего выполняют постановку задачи моделирования:

• 
  определение требований к исходной информации, ее сбор;
  
• 
  выдвижение гипотез и предположений;
  
• 
  определение параметров и переменных модели;
  

• 
  обоснование выбора показателей и критериев эффективности системы;
  
• 
  определение содержания и описание модели (основной до-кумент).
  

Лекция 25
2.2.2. Формализация и моделирование

Модель — это информационный образ реального объекта, воспроизводящий данный объект (систему) с определенной степенью точности и в форме, часто отличной от формы самого объекта.

Назначение модели — поиск значений управляемых переменных, оптимизирующих критерий эффективности операций.

Модель является средством формирования четкого представления о действительности.

1. 
   Модель может быть физической копией реального объекта. В таких случаях говорят о физическом моделировании, физических моделях (копии самолетов, автомобилей — уменьшенные или увеличенные копии). Их свойства близки свойствам реального объекта, а стоимость гораздо меньше.
   
2. 
   Аналоговые модели — аналог исследования объекта, в той или иной форме воспроизводящий функции реального объекта (график, описанная связь между величинами).
   
3. 
   Математические модели (ММ) — совокупность математических объектов (чисел, символов, множеств и т. д.) и связей между ними, отражающих в символьной форме важнейшие для исследования свойства объекта.
   

4. Семантические модели отражают функции исследования объекта в виде семантических алгоритмов (правил, свойств, признаков), описанных в словесной форме.

Моделирование — способ системного анализа проектирования, при котором используют математические или физические модели функционирования всей системы или ее части.

Математическое моделирование (ММ) — важнейший трудоемкий и наукоемкий процесс при создании и сопровождении сложных автоматизированных информационных систем. ММ позволяет в должной степени оценить вероятность успеха, связанные с этим риски, прибыли и ущербы. В результате правильного моделирования углубляются и моделируются знания о системе, о связи возможных результатов с различными характеристиками этой системы, условиях ее создания и функционирования, степени достижения целей, которые перед ней ставились.

Математическое моделирование — процесс создания математических моделей и оперирование ими с целью получения требуемых сведений о реальном объекте. Математическая модель должна отражать сущность моделируемой проблемы управления.

Последовательно осуществляют разработку математической модели и ее машинную реализацию:

1. 
   построение концептуальной модели;
   
2. 
   разработку алгоритма модели системы;
   
3. 
   разработку программы реализации модели системы;
   
4. 
   проведение машинных экспериментов с моделью системы.
   

Классификация математических моделей приведена в табл. 2.2.



Функциональные математические модели предназначены для отображения процессов (физических или информационных), протекающих в объекте при его функционировании или изготовлении. Обычно функции модели содержат алгоритмы, связывающие переменные, внутренние, внешние или выходные параметры. Выделение аспектов описания позволяет выделять комплексы алгоритмов, относящихся к той или иной деятельности объекта, и приводят декомпозицию системы к определенному признаку.

Операционная модель — это совокупность алгоритмов, описывающих функциональные свойства проектируемого объекта, отвечающего всем требованиям, предъявляемых в рамках конкретных задач проектирования. Операционная модель выражает зависимость критерия эффективности операции от выбранных параметров, а также условий проведения операций.

В аналитических моделях критерий связан с величинами A₃w X/математическими зависимостями, по которым можно определить экстремальное значение либо непосредственно, либо с помощью численных методов на ЭВМ.