Информационные технологии

№1 Место ИТ в современном обществе. В течение всей предшествующей 20 веку истории в развитии человеческой цивилизации основным предметом труда оставались материальные объекты. Деятельность за пределами материального производства и обслуживания, как правило, относилось к категории непроизводительных затрат. Экономическая мощь государства измерялось материальными ресурсами, которые оно контролировало.

В конце 20 века основным предметом труда в общественном производстве в промышленно-развитых странах становится информация. Информационный объект для промышленных систем всё более претендует на роль основного главенствующего. Информация стала товаром со всеми присущими ему свойствами. Существует информационная промышленность, национальные информационные ресурсы, происходит переход от индустриальной экономики к экономике, основанной на информации.

Техническое перевооружение предприятий осуществляется на базе внедрения современных вычислительных технологий, промышленных роботов, новых технологических процессов. Одним из направлений является внедрение современных информационных технологий, представляемых в виде совокупности информационно-технологических процессов (ИТП).

Под ИТ понимается совокупность процессов сбора, передачи, переработки, хранение и доведение до пользователей информации, реализованных на современных средствах.

Информация – всё то, что воздействует на наши органы чувств. Когда рассматривают ИТ, выделяют совокупность информации, определяют работоспособность, состояние того или иного процесса. В этой связи ИТП необходимо рассматривать с позиции системного анализа, т.е. нельзя отделять отдельно технологические процессы от информационных процессов.

№2. Истоки ИТ, информационные ресурсы, средства ИТ. За точку отсчёта развития человеческой организации обычно принимают время, когда люди стали создавать орудия труда и охоты. На протяжении тысячелетий решалась одна задача: всё более умножать различные инструменты и машины, увеличивающие мускульную силу человека. Попытки создания инструментов, усиливающих природные возможности человека по обработке информации до последнего времени оставались очень слабыми. К первым подобным попыткам относят камешки Абака – это доска, разделённая на полосы, где передвигаются камешки как в русских счётах для арифметических вычислений.

В 1833 году английский математик Чарльз Бэббидж впервые решил создать механическую вычислительную машину, использующую принцип программного управления. Через 100 лет американский математик Джон фон Нейман в 1945–1947 годах на базе появившихся к тому времени электронных ламп создал первую ЭВМ.

Накопление знаний заметно возросло с открытием человеком технологии длительного хранения информации на материальном носителе. Так начался первый этап развития ИТ. Почти 99% своего исторического пути люди имели дело только с материальными объектами. Весь отрезок времени, в течение которого люди стали регистрировать информационные образы, а затем и обрабатывать их, не составляет и одного процента от общей человеческой цивилизации. Шесть тысяч лет тому назад появились первые глиняные таблички, являющиеся материальными носителями кодированной информации о накопленных знаниях и достижениях. С этого времени ведут отсчёт письменности. Огромное воздействие на темпы развития технологической цивилизации оказало изобретение печатного станка. Книгопечатание стало первой информационной революцией (1445 год, Иоган Гуттенберг).

Одновременно с развитием накопления знаний в человеческом обществе шёл процесс формирования обособленной профессиональной группы, для которой сначала основным, а затем и единственным занятием является работа с информацией.

Конец 20 века характеризуется переходом передовых стран на качественно новый этап технологического развития, который принято называть веком информации. Материальные затраты на хранение, переработку и передачу информации начинают превышать аналогичные расходы на энергетику. Основные проблема управления в современном промышленно развитом государстве заключается в том, что вместе с ростом его сложности растёт общий объём информации требующей переработки. За последние 20 лет объём информации увеличился в два раза.

№3. Различные аспекты информационных ресурсов. ИР промышленно развитых стран зависят от источников информации (технологической, экономической, военной), а также от уровня развития и эффективности использования средств передачи информации. Это привело к формированию в 50-х годах нового понятия: национальные ИР. Например, правительственная типография США, крупнейший в мире издатель, ежедневно получает 20 вагонов бумаги. Информация становится таким же основным ресурсом, как материалы и энергия. По отношению к этому ресурсу должны быть сформулированы те же вопросы: кто им владеет, кто в нём заинтересован, насколько он доступен, возможно ли его коммерческое использование. Корректная постановка вопроса о количественной оценке НИР и их связи с другими экономическими категориями всё ещё ждёт своего решения.

№4. Наукоёмкость информационных ресурсов. ИР относятся к весьма ограниченному числу экономически воспроизводимых ресурсов. Продуктом эксплуатации этих ресурсов в первую очередь являются так называемые наукоёмкие изделия. Высокотехнологической наукоёмкой продукцией является продукция, стоимость которой высока, т.к. расходы на научно-исследовательские и опытно-конструктивные работы достаточно велики. Примером высокой информационной нагруженности является заводская себестоимость полупроводниковых микросхем: 70% идёт на “знания”, 10% на рабочую силу. Доля экспорта наукоёмкой продукции в США в 1990 году составляла 48%, а к 2000-му ожидается 64%. Соответственно меняется качественный состав занятых в промышленности специалистов Количество контролируемых государством наукоёмких производств определяет так называемый технологический отрыв. Технологический отрыв – это:

1. Получить значимое достижение по широкому кругу понимания природных и социальных явлений (фундаментальные исследования).

2. Способствовать энергичной изобретательской деятельности для непрерывного продвижения в области технологии (прикладные исследования и разработки).

3. Объединить изобретения в форме социально полезных и доступных продуктов и процессов (инновации).

4. Обеспечить адекватное пополнение штатов сотрудниками, формируемыми учебными заведениями; правительственным органам хорошо подготавливать учёных и инженеров (образование).

К наукоёмким изделиям относят:

1. оборудование средств связи и электронных компонентов;

2. вычислительная техника и оргтехника;

3. автомобильная промышленность;

4. научный инструментарий;

5. авиапромышленность;

6. аудио-, видеотехника;

7. космическая техника.

№5 Патентно-лицензионная деятельность. Экспорт наукоёмкой продукции – лишь один из завершающих этапов в сложной экономическо-социальной цепи преобразований (информационных и материальных) совокупности накопленных в стране профессиональных знаний. Этот поток в значительной доле важных случаев защищён патентами. Распределение лицензионных платежей и структура патентных потоков позволяют в известных пределах оценить ожидаемые отраслевые сдвиги, подготавливающие очередной экономический рывок. Если рассматривать количество выдаваемых патентов в США, то половину получают иностранные заявители. Это отражает постоянное усиление научно-технической конкуренции среди ведущих промышленно развитых стран за получение коммерческих привилегий на самом крупном секторе мирового рынка наукоёмких продукций, каковым является США. Сфера приложения патентной деятельности:

1. Механизмы и металлообрабатывающее оборудование.

2. Средства связи

a) электрического диапазона;

b) оптического диапазона.

3. Чёрная металлургия.

4. Полупроводниковые приборы и технологии.

5. ЭВМ.

6. Роботы.

7. Генная инженерия.

Одним из важнейших показателей научно-технической мощи оказывается внешний торговый баланс профессиональных знаний. Мировой рынок лицензий располагает комплектами данных о производственных процессах, оказывает различного рода консультационные услуги в административно–управляющей области, маркетинга, реализации непосредственно самих знаний. Этот рынок становится заметно растущей областью экономики.

№.6. Рынок “деловых услуг”. К середине 80-х годов всё более важное значение начинает приобретать торговля “невидимым” продуктом – знания насыщенные услугами. Следует выделить класс работ, целью которых является повышение эффективности административно-промышленной деятельности. Повышение сложностей хозяйственного механизма выдвигает в число важнейших факторов экономического развития уровень организации культуры и качества управления профессиональной деятельностью людей. Менеджмент – искусство метода и технологии решения управленческих задач.

Крупнейшей консультационной фирмой является Artur D.hittle. на которой занято свыше 1000 профессиональных консультантов. Годовой оборот консультации превышает $100000000. Вместе с началом использования ЭВМ появились первые территориально-распределённые системы автоматизированного сбора, хранения и обработки данных. Банки данных представляют область приложения информационных услуг. Тематическая структура распределения доходов американских банков данных в 80-е года имела вид:

1. кредитная информация – 45%;

2. финансово-экономическая статистика – 25%;

3. финансовые операции – 10%;

4. маркетинг – 10%;

5. научно-техническая информация – 5%;

6. газетные сообщения – 2,5%;

7. правительственные распоряжения – 1,5%;

8. патентная информация – 1%.

№7. Инновационный механизм. Путь каждой отдельно взятой страны к избранным секторам мирового рынка наукоёмкой продукции исторически неповторим. В тоже время существуют общие опорные элементы сложного социально-экономического понятия, которое получило определение инновационный климат. Инновация – это совокупность различных видов деятельности, начиная с появления концепции, которая, проходя взаимосвязанные ступени исследований разработок инженерного проектирования, рыночного анализа управленческих решений, заканчивается созданием нового промышленного продукта, технологии, процессов, успешно принимаемых рынком. В настоящее время сокращается доля массового производства стандартизированных изделий и одновременно растёт самый общий объём товаров и услуг, производимых большим числом средних, относительно небольших и совсем мелких предприятий, способных с требуемой оперативностью реагировать на изменения запросов рынка. Инноваторские фирмы – это малые предприятия с количеством работников около 20. В 80-е годы создавалось более 5000 мил. предприятий в год. Из них несколько десятков тысяч особого рода – малые инновационные компании. Их продукция формирует сферу новых технологий. Свыше 90% средств новых технологий создавались или мелкими фирмами, или независимыми изобретателями. Крупные фирмы несут в основном финансовую нагрузку, малые фирмы прокладывают им путь, исследуя наиболее рискованные в техническо-экономическом отношении и с точки зрения маркетинга – пути научно-технического прогресса. Уровень риска, который может позволить себе малая фирма, несопоставимо выше того, который считается допустимым крупной корпорации. Критическую массу профессиональных знаний, которая даёт инновационным фирмам и другим малым фирмам возможность самостоятельно начать процесс независимого поиска.

В краткий перечень основных факторов, стимулирующих создание инновационных фирм входит следующее:

1. доступность источников финансирования;

2. высокий уровень миграции населения;

3. высокий уровень мобильности рабочей силы;

4. присутствие мощного унив. по прикладной ориентации;

5. инновационная культура;

6. развитая промышленность;

7. “невыразимое сумасбродство”.

№8. ИТ как система. Лишь незначительная часть информации потребляется производством в том виде, в каком поступает из вне или вырабатывается внутри системы. Большая часть информации подлежит переработке, хранению, передаче, сбору, доведение её до пользователей. В целом можно говорить о процессах циркуляции и переработки информации – информационных процессах. В ходе информационных процессов информация (часто случается – данные) выступает в роли предметов труда. Данные – это информация, представленная в формализованном виде, позволяющем осуществить её переработку с помощью технических средств. Реализация информационного процесса осуществляется средствами труда. В данном случае аппаратными и программными средствами, воздействующими на объект или предметы труда. Информация вместе со всеми средствами труда является составной частью производственного аппарата. Т.о. ИТ – это, во-первых, совокупность процессов движения и переработки информации, во-вторых, способы и методы переработки. Для построения информационных процессов составляющих частей ИТ необходимо весь производственный процесс рассматривать как единое целое с позиции системного анализа. Известно, что система как понятие не имеет общего определения и обычно характеризуется совокупностью свойств. Основными свойствами ИТ как системы и одновременно как подсистемы всего производственного процесса являются:

1. Целесообразность;

2. Наличие компонентов и структуры;

3. Взаимодействие с внешней средой;

4. Целостность;

5. Развитие во времени.

№8.1. Целесообразность. Целесообразность системы определяется стремлением к достижению целей и значимостей этих целей. Основная и главная цель реализации ИТ состоит в повышении эффективности производства на базе совершенной технологии. Главная цель реализации складывается из отдельных задач. Отметим решение трёх задач:

1) Устранение существующих противоречий, например, между усложнившимся характером производства и сократившимися ресурсами времени для выполнения функций управления. Скорость переработки информации отстаёт от ритма производственного процесса. Это затрудняет принятие решений. Делает невозможным осуществление в приемлемые сроки многовариантных расчётов, связанных с принятием управляющих решений. Одновариантные расчёты отражают лишь некоторый фиксированный уровень использования ресурсов. Пример 2: противодействие между углублением специализации в производстве и системе управления, при которой функции инженерно-технического и управленческого персонала всё более дробится и становится узкоспециальным. В тоже время необходимы комплексный охват и учёт многообразия видов взаимодействия между процессами, интеграция: без этого нельзя учесть возникающей взаимосвязи и предвидеть их последствия.

2) Интеграция управления и производства – это стремление увязать на единой технической, организационной и информационной основе автономно функционирующие этапы производственного цикла. В рамках этого необходимо организовать совместное функционирование различных видов обеспечения: организационного, информационного, программного, аппаратного. Главное здесь своевременная переработка и чёткая передача надёжной информации.

3) Стандартизация и унификация средств автоматизации. Настоящий период характеризует объективные потребности в использовании средств вычислительной техники, информационного и программного обеспечения. Создаваемые или осваиваемые средства переработки информации во многих случаях остаются личным инструментом пользователя или в лучшем случае предприятия их создающего и использующего. Необходимо принимать меры по накоплению, распространению, совершенствованию и использованию средств автоматизации.

№9.(8.2.) Компоненты и структуры. Всякая система представляет собой совокупность некоторого числа компонентов – частей системы, вступающих в определённые отношения друг с другом. При рассмотрении ИТ можно выделить следующие части:

1) функциональная (реализуемые процессы);

2) содержательная, составляющая БЗ;

3) опорная, позволяющая строить опорные ИТ.

Функциональная. Основой ИТ является циркулирующая информация. Существуют следующие виды процессов, реализующихся в составе ИТ:

1. сбор информации – обеспечение этапов производственного цикла и системы управления таким объёмом сведений, который позволяет выполнить поставленные задачи;

2. передача информации – функция обмена данными, перенос информации в пространство;

3. переработка информации – обоснование решений целесообразности способов действий, выработанная последовательность действий оформляется в виде документов: конструкторских, управленческих, технических, программных и т.д.;

4. хранение информации – перенос информации во времени, обеспечивается накопление опыта, запоминание сведений о ходе развития процессов производства;

5. доведение до пользователя – преобразование сведений о течении процесса производства и сведений, влияющих на ход этого производства, в форму, обеспечивающую оперативное и безошибочное восприятия их пользователями.

Каждый из рассмотренных выше процессов на каждом из этапов производственного цикла управления обладает определённой спецификой, отражающей её функциональное содержание и определяющейся предметной областью.

Содержательная. База знаний состоит из:

1. концептуальной части или модели предметной области;

2. фактуальной части или баз данных;

3. алгоритмической части или ППО.

Предметная область – это промышленное предприятие, его подразделения, службы, средства производства, комплектующие изделия, средства автоматизации, транспорт и т.д. Различают полную предметную область (предприятие в целом) и организующие единицы этой предметной области (цехи, участки). Предметную область представляют как множество объектов и отношение между этими объектами с ограниченными потребностями конкретного производства. Объектом может быть человек, предмет, события, место, понятие и т.д., о котором записаны некоторые данные. Отношения определяют взаимосвязи между объектами.

Модель предметной области. Образуется совокупностью описаний, которые должны обеспечивать полное взаимопонимание и правильную интерпретацию информационных сведений и требований в цепочке лиц, получающих информацию и принимающих решения. Эти описания делятся на два класса:

1. Основные – объединяют потоки входной и выходной информации, составные части системы, взаимодействующие подсистемы, требования к переработке информации.

2. Технологические – это блоки переработанной информации, информационные массивы, средства диалога, конкретное содержание входных и выходных документов, технологические операции.

База данных – это совокупность специально структурированной информации на машиночитаемых носителях. Назначение БД – отображение предметной области. Всю информацию по функциональному назначению независимо от принадлежности к подсистемам подразделяют на:

1. директивную;

2. нормативно-техническую;

3. учётно-производственную;

4. вспомогательную.

Директивная информация содержит основные техническо-экономические и плановые задания, получаемые от верхних уровней управления.

Нормативно-техническая включает в себя данные о составе изделий, технологий их производства, технологических нормативов, кроме того, справочники и классификаторы, обеспечивающие разработку конструкторско-технической и программной документации и ведение соответствующих им массивов, а также научно-техническую информацию.

Учётно-производственная информация отражает движение материальных ценностей и учётных данных о подготовке и ходе производства научно-исследовательских и конструкторских работ.

Вспомогательная информация отражает режим работы подразделений предприятий.

ППО – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ, регламентирующих правила содержательной формализованной переработки информации.

Состав ППО определяет функционирование и вытекает из функций информационных автоматизированных систем управления.

Опорная информационная технология. Совокупность опорных компонентов позволяет построить опорную информационную технологию, которая является основой автоматизированной обработки информации на промышленном предприятии. Каждое конкретное предприятие обладает особенностями, которые невозможно отразить в рамках типовых проектных решений. БЗ конкретных предприятий в значительной степени индивидуально. Путём отображения БД на опорную технологию рождается технология переработки информации, учитывающая особенности и потребности производства и управления. В основу ОТ кладутся базовые, аппаратные и программные средства хранения, переработки и обмена данными. На основе ОТ создаются узлы переработки информации и средства взаимодействия их.

Опорная технология – это совокупность аппаратных средств автоматизации, системного и инструментального ППО, на основе которых реализуются узлы хранения и переработки информации.

Структура ИТ – это её внутренняя организация, представляющая собой специфический способ взаимосвязи, взаимодействия образующих её компонентов.

Конкретная ИТ создаётся путём отображения (реализации) БД на ОТ. Средством такого отображения является модель ПО, создаваемая с использованием основных и технологических описаний. Выполнение основных описаний является подготовительным этапом в процессе которого структурировались существующие процессы движения и переработки информации. Задача основного этапа – выполнить технологические описания. Результатом технологических описаний является совокупность реализованных в системе информационных и технологических процессов. Если не учитывать управление собственной технологией: административные, контроль и т.д., то структуру ИТ можно представить в следующем виде:

№10(8.3). Взаимодействие с внешней средой. Каждая система (подсистема) всегда есть компонент другой, более высокоуровневой, и в свою очередь образована из подсистем более низкого уровня. Система действует и развивается во внешней по отношению к ней среде и связанным с ней множеством коммуникаций, по отношению к которым система так или иначе взаимодействует, изменяя или изменяясь сама.

№11(8.4). Целостность. Система (подсистема) – это комплект взаимодействующих тем или иным способом компонент. Целостная система обладает новым качеством, которое не сводится к свойствам или сумме свойств образующих её компонентов. Она обладает определёнными характеристиками, которые не присущи составляющим её компонентам. Функциональные компоненты определяют состав необходимой информации и содержание технологических процессов и операций её переработки. Технологические описания определяют последовательность технологических процессов и операций, позволяющих получить необходимую информацию. Компоненты программно-технической среды являются средствами реализации заданной последовательности технологических процессов и операций. Только совокупность перечисленных компонентов обеспечивает функционирование ИТ как целостной системы, способные решать задачи, несвойственные её компонентам.

№12. (8.5.) Развитие во времени. В общем случае системы непостоянны, а подвижны и изменчивы. Они проходят процессы становления, совершенствования и развития. В них постоянно протекают количественные и качественные изменения. Одним из важнейших требований, которые предъявляются к современной методологии проектирования ИТ является обеспечение её динамики. Сущность этого требования основана на том, что в отличии от некоторых других технологических объектов системы управления должны совершенствоваться в процессе эксплуатации. Возможность модернизации ИТ, изменение её структуры, включение новых компонентов должны обеспечиваться в процессе эксплуатации.

№13. Задачи решаемые ИТ. (выводы).

1. Понятие ИТ имеет двоякое толкование – с практической и теоретической точек зрения. С практической точки зрения ИТ – это совокупность автоматизированных процессов движения и переработки информации и описание этих процессов привязано к конкретной ПО, реализованной на современных средствах и выполняющей заданный перечень функций. Теоретическая точка зрения – это научно-техническая дисциплина, в рамках которой исследуется проблема разработки и применения автоматизированных процессов движения и переработки информации.

2. В промышленной ИТ решают три задачи:

a) позволяют обеспечить необходимую мобильность и производительность переработки информации;

b) выполняют роль основного средства интеграции этапов производственного цикла и управления;

c) обеспечивают стандартизацию средств автоматизации.

3. Промышленная ИТ может иметь разномасштабные области приложения: цех, завод, область, отрасль и т.д.

4. ИТ является сложной системой и соответственно обладает всеми свойствами понятия “система”.

Характерными чертами ИТ, развивающейся в промышленности является постепенный отказ от позадачной реализации процессов переработки и движения информации и переход к реализации типовых информационных процессов.

№14. Промышленная БЗ. Знания служат отражением действительности (реального мира), естественной системы (мышление человека) либо искусственной системы на базе средств хранения и переработки данных. Как любая философская категория, знание имеет различные толкования. В практике используются два различных подхода к этому понятию. В соответствии с первым подходом: знания – сведения некоторой ПО. Результат переработки сведений воздействует на ПО. Второй подход основан на связи терминов знания и данные. Считается, что знания получаются на определённые ступени эволюции данных, структура которых постоянно усложняется. В основу понятия “представление знаний” положен специфический способ представления данных в форме, известной под названием фрейма (frame), основой которой является теория фреймов. Основоположником теории фреймов является Минский. Фрейм – это конструкция, используемая для представления знаний. Фрейм – это структура данных, описываемая специальной сетью, заполнение узлов в сети, ячеек конкретными примерами или данными даёт описание конкретной ситуации. БЗ в теоретическом понимании – это некоторая подсистема искусственного интеллекта, которая упрощает взаимодействие пользователя с программными продуктами, а также автоматическое проектирование ППО.

№15. Информация. Структура информационныхмассивов. Внедрение средств автоматизации не меняет состава основных функций системы производства и управления. Оно лишь приводит к модификации способов выполнения этой функции. Существенным здесь является то, что выполнение этих функций связано с использованием информации.

Информационная среда – состав и объективно существующие закономерности взаимосвязи элементов системы производства и управления и условий, в которых протекает её функционирование. Отражением информационной среды в некоторый момент времени является информационная ситуация. Элементом информационной ситуации является составная часть, не подлежащая расчленению. Важными являются такие свойства элемента, которые определяют взаимодействие данного элемента с другими или влияют на свойства ситуации в целом. Элементы информационной среды называются объектами. Объект – это реальность, которая может быть описана конечным набором знаков. Объект может быть материальным (предприятие, цех, изделие и т.д.) и нематериальным (событие, банковский счёт, эффективность производства и др.). Тип объекта определяется значениями описывающих его характеристик – атрибут.

Документы. Выше отмечалось отличие между понятиями “информация” и “данные”. В общем случае информацию связывают с содержимым сведений об объектах реального мира, а данные – с формой представления этих сведений в процессе хранения и переработки. Движение информации в системе производства и управления осуществляется в виде документов или сигналов. Документ – это материальный объект, содержащий закреплённую информацию и предназначенный для её передачи и доведения до потребителей. Применительно к системе или к подсистеме множество документов разделяют на входные и выходные. Выходные документы являются итогом преобразования и переработки информации и для некоторых подсистем инф. тех. м.б. входными, поэтому определяют информационный базис – это совокупность исходных данных (входных документов) и внешних результатов. Он определяется целями функционирования систем и не зависит от программы преобразования информации. Существующий между пользователями и средствами автоматизации барьер, делает необходимым создание языков, обеспечивающих диалог. Специальный язык, созданный для общения с аппаратными средствами и служащий для отображения информационной ситуации в информационной среде – это система знаков, находящихся между событиями в различных отношениях. Между отдельными знаками диалоговых языков устанавливаются отношения трёх типов:

синтаксические – между кодами;

семантические – между кодами и их смыслом;

прагматические – между смыслами и значениями.

Структура информационных массивов. ИМ – это совокупность сведений, которые определяются как наборы записей, обладающих общими структурными элементами и семантическими признаками. Путём соответствующего способа организации данных достигается оптимизация среднего времени выполнения блоков переработки информации, повышается эффективность использования аппаратных средств, минимизируется стоимость хранения информации. Различают три основных базовых варианта организации ИМ:

Иерархическая. Взаимосвязь данных представляется в виде дерева, образованного узлами. На верхнем уровне иерархии имеется только один узел – корень. Каждый узел связан с одним узлом на более высоком уровне и с одним или более порождёнными узлами.

Сетевая. Взаимосвязь данных в виде дерева, на котором каждый узел м.б. связан с любым другим узлом.

Реляционная. Взаимосвязь данных представляется в виде двумерных таблиц, называемых отношениями.

На основе выше указанных базовых структур строятся более сложные структуры, в том числе и использующих понятие “фрейм”. Существуют несколько десятков разновидностей структур данных наилучших для всех условий не существует. Различным задачам соответствуют различные оптимальные структуры данных.

№16. База данных. БД определяется как совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их оптимальное использование. Данные запоминаются так, чтобы они были независимы от программы. Для добавления данных, модификации существующих данных, поиск данных применяется общий управляемый способ, в виде совокупности специальных программ – СУБД.

Определение БЗ. Знания делятся на три основные категории:

1. Системные знания, т.е. совокупность сведений о конкретной ПО. Эта разновидность знаний образует первую составляющую часть БЗ – модель ПО.

2. Предметные знания, т.е. совокупность сведений о качественных и количественных характеристиках конкретных объектов ПО. Предметные знания образуют вторую часть БЗ – БД.

3. Алгоритмические, процедурные знания, реализация которых представляет собой программный продукт. Это средство содержательной переработки информации – ППО.

Поскольку любое знание не может быть всеобъемлющим, оно носит конкретный локальный характер и БЗ отражает конкретную ПО. Соответственно промышленная БЗ – это совокупность моделей ПО, БД и ППО, созданных для систем автоматизированной переработки информации.

Проблемы интеллектуализации БЗ. В любой информационной системе наиболее просто организуются лишь синтаксические отношения. В настоящее время всё более успешней начинают организовываться семантические и прагматические отношения, т.е. создаются системы с элементами искусственного интеллекта. Одним из направлений развития ППО с элементами искусственного интеллекта являются экспертные системы. ЭС осуществляют моделирование деятельности специалистов в предметной области, сочетая информационно-справочные функции с функциями принятия решений. При этом предполагается в базе информация, почерпнутая не только из различных видов источников, но и отражающая индивидуальные знания специалистов и их опыт в принятии решений. Причём такие системы могут не только накапливать информацию, но и обобщать её (элементы самообучения).

№17. Задачи и способы организации ППО в ИТ.

ППО. ППО среди средств ИТ играет основную роль, как по назначению, так и по относительной стоимости. Можно назвать два способа организации ППО: первый – позадачный; второй – блочный в виде совокупности информационных и технологических процессов. Первый является более очевидным. Он учитывает специфику автоматической переработки информации в заранее намеченном результате, документе или группе документов на базе определённой группы исходных данных. Результатом такого подхода является кусочная автоматизация, при которой в узлах стыковки существующих автономных частей теряется большая часть положительного эффекта. Поскольку при данном подходе обрабатываются цели разобщённых конкретных задач, в стороне остаётся проблема информационной интеграции всей совокупности задач. В результате нарушается принцип комплектной автоматизации и системного подхода, второй, альтернативный позадачному, подход служит организации ППО в виде совокупности ИТП (информационно-технологических процессов). ИТП строится в виде блоков переработки информации, однако на этом пути имеются определённые трудности, связанные со сложностью выявления и создания составных частей ППО. Применительно к каждому блоку переработки информации существует четырёхуровневое описание:

1. постановка и выявление целей блоков переработки информации;

2. математическое моделирование;

3. построение программной модели в виде алгоритмов;

4. документирование.

Соответственно каждый БПИ имеет 3 уровня представления:

1) функциональный;

2) уровень математической модели;

3) уровень программной модели.

№18 (?). Вычислительная сеть. Технология ВС представляет собой новейшее достижение. Эта технология предоставляет в распоряжение пользователей внешние мощные накопители, разнообразную периферию, возможность взаимодействовать друг с другом, несмотря на расстояния. Стало возможным использование преимуществ централизованного хранения данных и обеспечения их защиты. Наметились новые концепции децентрализированного, распределённого хранения данных. Появилась возможность быстро управлять сложной внутренней информацией и решать дополнительные специальные задачи. Реализация процессов создания, обработки и хранения информации позволяет автоматизировать отдельные промежуточные производства. Реализация процессов передачи информации позволяет говорить об автоматизации взаимодействия между программами. Формой обмена информации (пользовательским интерфейсом) преимущественно является язык устного или текстового взаимодействия, а также язык изображений. Реально и общедоступно взаимодействие, называемое телекоммуникацией.

1) Речевая связь (радио, теле, телефон, справочная).

2) Графическая (телевидение, видеотелефон, телекопирование, телефакс).

3) Текстовая (телеграф, электронная почта, видеотекст, телевидение, телекопирование, телекс, телефакс).

Телекс – международная сеть абонентского телеграфирования, оборудованная автоматизированными телеграфными станциями, использующими частотное телеграфирование (ЧМ).

4) Передача данных (компьютерный диалог через телефонную сеть, цифровая абонентная сеть, специальные телекоммуникации).

№19 Локальные вычислительные сети (ЛВС). Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Понятие ЛВС относится к ограниченным территориально или производственно аппаратно-программным реализациям, с помощью соответствующих средств коммуникаций. ЛВС состоит:

1) В качестве рабочих мест применяются автономные компьютерные системы, которые называются рабочими станциями, сетевыми станциями или автоматизированными рабочими местами. Персональный компьютер, используемый как рабочее место, располагает собственным “интеллектом”, т.е. собственным CPU, собственным внутренним накопителем и интерфейсом устройств ввода/вывода.

2) ОС ЛВС (Netware of Novell).

3) Сетевые адаптеры (управляющие и согласующие). Для подключения одного ПК к другому требуется устройство сопряжения, которое называется сетевым адаптером или сетевым интерфейсом. Соответствующие кабели соединяют друг с другом платы адаптеров вычислительной сети.

4) Кабельная система

5) Управление вычислительной сетью – файловый сервер. В качестве ФС используются надёжные ПК с большим объёмом ОЗУ и ЖД.

6) Периферийное оборудование. Оно может быть использовано с любой рабочей станции.

7) ППО. Программные средства могут быть различного типа: работающие автономно или разрешающие многопользовательский режим. В последнем случае необходимо предусмотреть блокировку требуемого файла или отдельной записи в требуемом файле. При блокировке отдельного файла с ним может работать только один пользователь.

Кабельная ВС имеет собственную топологию, т.е. конфигурацию физически соединённых элементов ВС, а именно ФС с РС. ЛВС могут объединяться друг с другом, и т.о. можно получить глобальную сеть (обще планетную), широкомасштабную (на уровне страны), междугороднюю или областную, локальную (в пределах нескольких зданий). Соединения ЛВС осуществляется через специальные аппаратно-программные блоки, которые называются мостами или сетевыми шлюзами. Для единого представления данных используют коммуникационные протоколы обмена информацией. Они разрабатываются на основе международной организации по стандартизации (ISO). Если соединяются ЛВС на больших расстояниях, то применяются телекоммуникационные средства передачи информации. Простейший вариант – модем и телефонная линия. Модем – специальный преобразователь информации в сигналы и обратно. Управлением ЛВС занимается специалист – администратор сети. Он следит за физическим состоянием оборудования и возможностями своей сети. Он контролирует управление расчётами и права доступа к данным. Для безопасного режима работы и корректного обращения со всеми элементами сети, вводится система имён и адресации с паролями.

№20. Информационные системы (ИС). Функции ИС. Основным средством организации переработки информации являются диалоговые ИС (или просто ИС). Современная ИС представляет собой сложный комплекс технических, программных и информационных средств, требуют для своего создания значительных трудозатрат, большая часть которых связана с разработкой программного обеспечения. При разработке ИС можно выделить три этапа:

1. Этап построения макета на основе концептуальных знаний по ПО.

2. Выделение информационных задач и разработка структур данных. Основное внимание концентрируется на управлении данными и создании концептуальной модели БД.

3. Этап реализации. Объектом рассмотрения становятся отдельные модули и программы.

Функции ИС. ИС определяют основные особенности современной индустрии обработки информации. Они организуют управления и принятие решений и существенно увеличивают качество, полноту, точность, достоверность и своевременность принимаемых решений. Функции ИС реализуются двумя классами задач:

1. Информационные.

2. Технологические.

Информационные задачи обеспечивают переработку и представление информации, которые непосредственно используются в процессе управления и принятия решения человеком.

Технологические задачи связаны с актуализацией (приведением в действие) БД, содержанием их в целостном состоянии, эксплуатацией и настройкой ИС.

К ИС предъявляются следующие технические требования:

1) Способность к изменению и настройке на новые функциональные области.

2) Реакция системы на запросы пользователя в требуемый момент времени.

3) Возможность расширения приложений и возможность включения новых приложений (открытость системы).

4) Технологичность эксплуатации и сопровождение системы.

5) Надёжность функционирования.

6) Эффективность использования вычислительных ресурсов.

№21. Функционально-блочный принцип организации ИС. Программное обеспечение большинства функционирующих ИС разработано на основе Ф-Б подхода. Для каждого приложения разрабатывались либо независимо функционирующие продукты, либо использовались различные системы и пакеты. Эти системы и пакеты объединялись с помощью специальных интерфейсных модулей, которые должны отображать сложную структуру данных при переходе от одного функционального блока к другому и реализовывать сложный вычислительный процесс синхронизации разнородных систем для реализации целостности данных. При разработке ИС не ставится задача построения единой модели ПО. Программное обеспечение разрабатывается в отрыве друг от друга и в разное время. Использование разнородных программных средств, основанных на различных методологических подходах, не обеспечивает необходимого концептуального единства ИС, что отрицательно сказывается на её основных характеристиках.

№22. Подход к разработке ИС на основе СУБД. СУБД является важнейшим инструментальным средством системного подхода к разработке ИС. Основной функцией любой СУБД является поддержка независимости, целостности и непротиворечивости данных в условия коллективного пользования. Требуемая степень независимости данных достигается в результате выделения внешнего, концептуального и внутреннего уровней, определение и манипулирование данными. С внешней точки зрения БД – это совокупность различных информационных моделей ПО, предназначенных для реализации информационных потребностей пользователей. Концептуальный уровень: БД есть общая модель ПО, обеспечивающая поддержание различных прикладных систем. Внутренний: физическое представление данных в конкретной среде, используемой для хранения информации. Благодаря концептуальной БД обеспечивается независимость описаний ПО и задач приложений от конкретных структур данных и методов обработки. Независимость программ от логической структуры БД. Независимость логической структуры данных от методов её физической организации. При использовании СУБД в качестве ИС обеспечиваются:

1) Модификация и поиск данных независимо от программ содержательной обработки приложений.

2) Минимизация объёма хранимых данных с помощью избежания дублирования.

3) Избежать противоречия хранимых данных.

4) Обеспечить сохранность и целостность информации.

5) Многократно использовать одни и те же данные различными программными продуктами.

6) Обеспечить гибкость и адаптивность структур данных к изменяющимся информационным потребностям пользователей.

7) Обеспечивать защиту данных от несанкционированного доступа.

Концепция БД позволяет создать интегрированную ИС, поддерживающую сложные и разнообразные структуры объектов ПО, а также сделать реальной задачу обеспечения высокой производительности обработки и хранения больших объёмов данных. При использовании СУБД важна технология переработки данных, которая может быть представлена в виде совокупности взаимодействующих процессов двух типов: “клиента” и “сервера”. Серверы БД обеспечивают процессы управления БД и предоставления необходимых ресурсов пользователю. Существуют файл-серверы и DB-серверы. Файл-серверы в среде сетевой ИС организуют доступ к файлам, расположенным во внешней памяти. При данном подходе программы-приложения располагаются в ОЗУ рабочей станции сети, а файлы БД – на магнитном диске файл-сервера. Специальный интерфейсный модуль распознаёт, где находится файл, к которому осуществляется обращение, синхронизирование совместного использования БД файл-сервер возлагает на систему управления, которая должна блокировать изменение записей во время их корректировки, чтобы сделать их недоступными с других рабочих станций. DB-сервер отличается тем, что в его ОЗУ помимо сетевой ОС функционирует централизованная СУБД, обеспечивающая совместное использование рабочими станциями БД, расположенных во внешней памяти DB-сервера. DB-сервер даёт возможность отказаться от пересылки по сети файлов данных целиком и передавать только те записи, которые удовлетворяют запросам пользователей. Использование файл-сервера предполагает, что вся обработка данных выполняется на рабочей станции, а файл-сервер выполняет функции лишь накопителя данных и предоставления средств доступа. Применение DB-сервера обеспечивает возможность селекции информации, выборки и пересылки отдельных записей.

№23. Общие требования к методологии проектирования ИС. Методология проектирования включает в себя совокупность теоретических знаний, обеспечивающих упорядоченное создание больших информационных систем. Благодаря эффективной методологии проектирования становится реальным процесс создания промышленных строго регламентированных изделий. Методология проектирования включает в себя три этапа (части):

1) Основные концепции и понятия, используемые при проектировании и реализации ИС.

2) Технология, организация и управление процессом проектирования.

3) Инструментальные средства (СУБД, различные оболочки).

Главным требованием является охват методологией как можно большего числа этапов проектирования, в частности, оценку целей и возможностей создания системы, анализ требований, детальное проектирование, программирование, тестирование, интеграция существующей системы, внедрение и авторское сопровождение. На различных уровнях проектирования, а также представления данных используются средства спецификаций. Под спецификацией понимают точное, полное описание требований, ясно сформулированное в терминах, характерных для целей данной задачи. Спецификации используются также для контроля непротиворечивости данных. Современная методология проектирования данных поддерживает сбор данных, их анализ, проектирование информационных задач, оценку проекта, оценку возможности удовлетворения техническим характеристикам разрабатываемой системы.

№24. Проектирование ИС на основе концептуального моделирования ПО. Методология проектирования информационных систем на основе концептуального (понятийного) моделирования предметной области достаточно часто используется на практике. Она представляет собой структурированный процесс создания систем, который состоит из следующих шагов:

1. Анализ;

2. Проектирование;

3. Программирование;

4. Тестирование;

5. Внедрение.

Наиболее сложной задачей является выявление информационных и функциональных связей между объектами предметной области (стадия анализа).

Информационная структура предметной области содержит все объекты и их связи, а функциональная определяет, каким образом используются и обрабатываются объекты. Информационная и функциональная структуры совместно обеспечивают полную спецификацию информационной системы. Методология проектирования предполагает 4 этапа:

1. Сбор и анализ информационных потребностей пользователей, и системный анализ предметной области;

2. Построение концептуальной модели предметной области;

3. Создание концептуальной модели базы данных;

4. Разработка системы с помощью инструментальных и программных средств (в основном используется СУБД).

На первом этапе пользователь должен сформулировать, а разработчики понять, что должна делать система, какие у неё особенности, какие понятия и объекты используются в задачах, какие ситуации предметной области должны моделироваться в базе данных.

На втором этапе разработчики системы должны определить устойчивые свойства данных и описать информационные и технологические процессы, используемые данные, их взаимосвязь и характеристики.

Концептуальное моделирование предметной области ориентировано на восприятие человека, а не на обработку данных. С помощью этой модели разработчики достигают высокого понимания сущности информационных задач. Для построения концептуальной модели используется 2 подхода. При первом подходе модель предметной области строится на основе интеграции спецификаций информационных потребностей. При втором – на основе непосредственного анализа самой предметной области. В первом случае широко применяются инструментальные средства системных программных продуктов, которые интегрируются в единую программную систему, обеспечивающую обработку доступной информации как на этапе анализа, так и на этапе проектирования. При втором способе система проектирования и методология проектирования должны поддерживать как получение от пользователей знаний о свойствах предметной области, так и отображение этих знаний в набор предварительных описаний, составляющих, собственно, концептуальную модель предметной области. Не все понятия и операции, используемые в концептуальной модели предметной области, реализуются в базах данных. Ряд семантических преобразований данных осуществляется в разрабатываемом программном продукте. Поэтому одной из основных проблем является принятие решений о выделении из множества понятий концептуальной модели таких объектов, которые должны моделироваться в базах данных.

На первых трех этапах проводится анализ целей и назначение проектируемой системы и моделируются основные информационные и технологические процессы функционирования разрабатываемой системы. Заключительный этап проектирования связан с возможностью инструментальных и программных средств, например, каких-либо СУБД.

Последовательность этапов проектирования в соответствии с предлагаемой методологией можно отразить в виде схемы:

Особенностью данной методологии является интегрированное рассмотрение понятий, используемых при моделировании структурных и поведенческих свойств объектов предметной области. Структурные свойства описываются с помощью абстракций (типизации, агрегации, обобщения, ассоциации). Для описания поведенческих аспектов чаще всего применяется концепция “событие”. Абстракция обеспечивает четкое структурированное представление об объектах предметной области, их классах, взаимосвязях как между объектами, так и между классами объектов. Событие, отражая факт изменения, происшедшего в одном или нескольких объектах, позволяет адекватно учесть динамические процессы, т.е. процессы, разворачивающиеся во времени.

Концептуальная модель предметной области ориентирована на восприятие человека, а не на обработку данных.

№25. Макетирование ИС. Практика показывает, что требования к информационной системе со стороны пользователей не вполне определяется. Поэтому необходимо ориентироваться на постоянные изменения требований к системе. Наиболее приемлемым в этом случае подходом к разработке информационной системы может быть таким, когда требования к системе формируются не сразу, а в процессе разработки функционирующего макета. Последний, создается на основе той минимальной информации, которую могут сообщить пользователи в данный момент времени. После получения замечаний по макету и устранений их, разрабатывается новый макет системы, который предъявляется заказчику и т.д. В результате метод макетирования позволяет создать информационную систему методом проб и ошибок. Для построения начального макета строится некоторый вариант концептуальной модели предметной области, создаваемый на основе упрощённого анализа системы. Последовательность проектирования может представляться в виде следующей схемы:

№26. CASE-технология проектирования ИС. В настоящее время всё большее внимание уделяется разработке инструментальных средств проектирования информационных технологий. При этом на этапе анализа целей создания систем используются некоторые упрощения по отношению к модели предметной области. Это обусловлено следующим:

1. Быстрее создавать и внедрять системы при меньших затратах;

2. Обеспечить единый простой интерфейс с конечным пользователем;

3. Сократить усилия на обслуживание существующих приложений при их адаптации к постоянно изменяющимся условиям.

CASE-технология получила название вследствие допущений, принимаемых при моделировании предметной области (CASE – Computer Aided Software Engineering).

На этапе анализа целей создания системы обычно используется концепция диаграммного представления потоков данных, когда основное внимание уделяется операциям или действиям по обработке информации. Потоки данных связываются отношениями, которые соответствуют процессам обмена информацией. В результате между входными и выходными потоками устанавливаются не одинарные, а n-арные связи. Подобная получаемая модель по существу больше ориентирована на описание требований к системе в терминах ЭВМ, чем в понятиях пользователей, а простую модель предметной области, ориентированную на модель n-арной связи, очень удобно описывать CASE-операторами. Такая модель предоставляет пользователю средства, пригодные для описания алгоритмов, а не для выражения закономерности развития предметной области.

CASE-технология обычно содержит инструментальные средства поддержки всех основных этапов проектирования и реализации информационных технологий. Они включают вопросы определения пользователя к системе и созданию проекта на глобальном уровне так, чтобы он наиболее полно отражал требования пользователей с учетом заданных экономических и технологических ограничений. Важным моментом CASE-технологии является то, что она ориентирована на архитектуру готовых программных продуктов.

Циклы разработки программного обеспечения можно разбить на следующие этапы:

1. Анализ требований к проекту;

2. Создание структурной схемы проекта с использованием диаграммного метода входных и выходных потоков;

3. Создание выполняемого кода (с помощью генераторов);

4. Тестирование программы;

5. Реализация.

Требования заказчика преобразуются в спецификации. На них существуют стандартные форматы. Это список особенностей, возможностей, требований к интерфейсу, перечень специальных средств и т.д. Структурная модель проекта представляется в виде некоторой архитектуры, которая использует ограниченное количество стандартных компонентов. Обычно полученная архитектура компилируется с помощью генератора кода программ.

№27. МПС-технология разработки ИС. В МПС-технологии в единую систему интегрируются основные рассмотренные выше концепции, методы и средства. Эта технология ориентирована на концептуальное моделирование предметной области, макетирование и архитектуру существующих программных средств.

МПС-технология включает 3 стадии – макет, проект, система. Характерные особенности этой технологии:

1. Полный охват этапов всех циклов разработки информационной системы;

2. Параллельное и взаимосвязанное проектирование структур данных и обрабатывающих их информационных задач;

3. Поэтапное уточнение, детализация и формализация требований пользователей в процессе создания проекта системы;

4. Хранение всей информации о проекте на машинном носителе в виде словаря проектирования;

5. Наличие инструментальных средств поддержки, обеспечивающих накопление, документирование и преобразование спецификаций.

На стадии макета обеспечиваются сбор, анализ, интеграция требований пользователей к создаваемой системе.

На стадии проекта разрабатываются спецификации структур баз данных и обращений к ней со стороны информационных задач. Планируется состав программного обеспечения и средств администрирования базы данных.

На стадии системы осуществляется реализация информационной системы в выбранной технологической среде.

Результаты проектирования, полученные на первых двух стадиях, фиксируются в словаре проектирования. В МПС-технологии для каждой стадии предоставляется набор методов критериев оценки качества проектных решений и средств формализации этих решений. Каждая из стадий завершается оформлением проектных решений в форме, понятной как человеку, так и машине, а сами решения непосредственно используются при реализации информационной системы. Этап сбора и анализа требований и этап разработки спецификаций на структуры данных и программные модули завершаются созданием активного проекта системы. Этап актуализации баз данных и программирования оканчивается созданием системы.

№28. Инструментальные средства МПС-технологии. Этапы проектирования информационных задач, БД. Инструментальные средства МПС-технологии представляют собой программную поддержку методов, подходов и формальных моделей МПС-технологии. Они реализуют функции накопления, преобразования, контроля и документирования проектных данных. Средства конструирования макета предназначены для ввода спецификаций, включая спецификации функциональных областей или групп пользователей, информационных задач, сценариев диалога. Средства создания моделей ПО обеспечивают формирование внутренней структуры всех ИЗ. Инструментальной основой для стадии “система” является СУБД. Для ведения словаря проектирования имеются специальные программы – спецификаторы. Словарь проектирования организуется в виде специальной БД.

Выделение информационных задач. Проектирование ИС начинается со сбора и предварительного анализа информационных потребностей пользователей. Основная цель этого этапа – построения макета системы, т.е. выделение ИЗ. Последовательность в разработке ИС в МПС-технологии можно представить:

Основным методологическим приемом, который применяется при разработке спецификаций на требования пользователя, является построение действующего макета системы. На макете сначала грубо, а затем более детально отрабатываются спецификации макета системы, формулируя вновь и вновь исправления и дополнения в спецификации требований пользователей. Кроме знаний по статике и динамике предметной области спецификация макета содержит также описание взаимодействия пользователя с системой – сценарий диалога. Сценарий диалога и выходные отчеты требуются не только для построения действующего макета, но и являются той конструктивной основой в совместной работе проектировщика и пользователя, в ходе которой устанавливается понимание проектировщиком задач пользователя, а пользователем – особенности их автоматизированного решения. Во время предварительного обследования предметной области прежде всего выделяются слабо связанные части предметной области –функциональные области. В каждой функциональной области выделяются информационные задачи. На этапе предварительного анализа трудно ожидать разработки подробных спецификаций на информационные задачи и экранные формы, которые вытекают из информационных задач. На этапе макета указывается перечень событий, происходящих в ходе исследования информационной задачи, и условия вызова каждого из события теми или иными пользователями. Этапы получения спецификаций можно представить следующей схемой:

Конструирование сценария диалога. После предварительного обследования ПО для каждой ИЗ конструируется интерфейс взаимодействия с пользователем. В начале создаются макеты экранных представлений информации. При описании структуры написания экранных форматов в рассмотрении вовлекаются их составные части: меню, окна, статические подсказки. Окна в свою очередь могут содержать динамические подсказки или какие-либо промежуточные таблицы и т.д. Кроме экранных форм рассматриваются также диаграммы и выходные отчёты. Следующий шаг в построении макета – конструирование сценария диалога: описываются события, определяющие порядок формирования экранных форм при решении каждой ИЗ. По мере получения недостающей информации о ПО экранные формы и сценарии диалога совершенствуются и изменяются.

Построение модели ПО. Выделяются основные классы объектов, подробно анализируются их взаимосвязи, описываются свойства, с помощью которых объекты выделяются из класса и описываются события, происходящие с объектами или классами. Состояние объекта может характеризоваться несколькими событиями. Классы объектов могут быть связаны отношениями специализации в результате которых каждый подчинённый класс наследует все структурные и динамические свойства старших классов, дополняя их новыми спецификациями. В результате строится спецификация макета, которая составляет БЗ о ПО, пользователях, включая сценарий диалога каждый ИЗ. Все полученные знания обобщаются в действующем макете и генерируются начальные концептуальные спецификации на БД и формируются технические задания для программистов.

Разработка проекта. На стадии “проект” спецификации макета детализируются и формализуются на столько, чтобы по ним можно было перейти к развёртыванию ИС в выбранной технической среде. Результатом этой стадии являются структуры БД, спецификации реализации ИЗ. Стадия “проект” объединяет этапы концептуального, логического и физического проектирования БД. Одновременно конкретизируются спецификации ИЗ и методов, изменяющих состояние объектов ПО.

Концептуальное проектирование БД. На данном этапе будут специфицированы структура и состав всей информации, алгоритма её обработки, которые предполагается организовать средствами СУБД. Формально написание этих алгоритмов представляет собой концептуальные спецификации процессов обработки данных в той или иной ИЗ. Концептуальная схема БД и концептуальные спецификации взаимодействующих с ней процессов представляют собой формальную высокоуровневую спецификацию статических и динамических свойств БД. Данная спецификация на данном уровне является СУБД-независимой. Она формализует требования к БД на семантическом уровне. Концептуальные спецификации структуры БД выявляются в результате анализа объектов ПО, их свойств, событий, параметров сообщений и полей экранных форм. Понятия для начальных спецификаций определяются из описания ИЗ и используемых ими методов и объектов.

Логическое проектирование БД. На данном этапе происходит отображение концептуальной схемы БД в логическую схему, которая структурирует данные в понятиях выбранной СУБД.

Физическое проектирование БД. Круг вопросов, решаемых на этапе физического проектирования, существенно зависит от особенностей конкретной СУБД и ОС, в среде которой она функционирует. На стадии физического проектирования рассматриваются вопросы объёмов файлов для размещения БД и управления доступа к ним.

№29. Уровни представления знаний, ПО, концептуальная модель (КМ).

Уровни представления знаний. При построении описания выделенного объекта реальной действительности, одним из основных допущений является предположение о том, что мир состоит из независимых объектов (предметов, вещей, сущностей), которые могут быть уникально идентифицированы. В дальнейшем при обозначении реального предмета ПО для однозначности будем использовать термин сущность. Сущность ПО необходимо адекватным образом представить в памяти ЭВМ, чтобы с её помощью обеспечить поиск, анализ, обработку и выдачу накопленной информации в форме, удобной для принятия решений. Средства представления информации о ПО представляются по-разному. Если строится БД, то их определяют как концептуальные (понятийные) или информационно-логические. В исследованиях по искусственному интеллекту или экспертных системах эти средства определяют как подставление заданий. При этом задача представления ПО в памяти ЭВМ делится на два взаимосвязанных уровня:

1) уровень концептуального моделирования понятий;

2) уровень моделей данных.

Уровень концептуального моделирования (КМ) понятий. КМ создаётся в результате формализации, описания ПО и информационных потребностей пользователей с помощью соответствующих средств представления понятий. БД физически моделирует конкретные сущности ПО. Это значит, что БД моделирует состояния ПО, а её концептуальное представление задаёт статические и динамические ограничения в составе ПО. Последние могут рассматриваться как некоторые аксиоматические высказывания о ПО. При данном подходе производства чёткое разграничение концептуальной информационной модели ПО и модели данных. Это обеспечивает большую гибкость и независимость всего проекта ИС от используемой СУБД. При этом способ выражения информацион

Дата добавления: 2014-01-15