Основные понятия. Хранение данных как важнейшая общая задача ИС

Хранение данных как важнейшая общая задача ИС

Классификация информационных систем

Классификация ИС выполняется по ряду признаков: по масштабу, по архитектуре, по характеру использования информации, по поддерживаемым стандартам управления и технологиям коммуникации, по степени автоматизации, по структурированности решаемых задач, по функциональному признаку, по уровням управления, по сфере применения, по типу используемой информации.

По масштабу ИС будем подразделять на однопользовательские, групповые и корпоративные:

1. Однопользовательские ИС предназначены для использования на одном рабочем месте - это автоматизированные рабочие места (АРМы). Могут быть реализованы с использованием:

· интегрированных программных продуктов типа MS Office, не имеющих проблемной специализации;

· СУБД, обладающих высокоуровневой инструментальной средой, позволяющей спроектировать

o базу данных,

o логику обработки,

o пользовательский интерфейс,

o отчеты с помощью специальных построителей.

2. Групповые ИС предназначены для автоматизации деятельности в рабочей группе (отделе, группе проекта и т.д.). Представляют специализированные решения для различных участников группы. Например, для оптовой торговой фирмы, ИС может представлять набор таких АРМов, как "Менеджер по продажам", "Кладовщик", "Снабженец", "Директор"; для учебного заведения - "Преподаватель", "Работник бюро планирования", "Работник учебного отдела", "Специалист по планированию на кафедре", "Работник деканата". При создании групповых ИС в целом используются те же средства и инструментальные среды, что и при создании однопользовательских ИС.

3. Корпоративные ИС предназначены для автоматизации деятельности предприятия. Как правило, они обеспечивают управление основными ресурсами - финансами, кадрами, материальными ресурсами. Среди требований, предъявляемых к современным КИС, можно отметить:

· централизация данных в единой базе (в основе - всегда СУБД),

· близкий к реальному времени режим работы,

· сохранение общей модели управления для предприятий разных отраслей,

· поддержка территориально-распределенных структур,

· работа на широком круге аппаратно-программных платформ и СУБД.

В соответствии с архитектурой различают три класса ИС: с файл-серверной, клиент-серверной и трехслойной архитектурой.

1. Архитектура "файл-сервер" является исторически первой архитектурой ИС. Характерные черты:

· программные модули и данные размещаются в отдельных файлах операционной системы, причем для хранения данных используется выделенный сервер (отдельный компьютер), который и является файловым сервером, а программы хранятся либо на рабочих станциях, либо на файловом сервере;

· доступ к данным осуществляется путем указания пути (path) и использования файловых операций (открыть, считать, записать).

2. Архитектура "клиент-сервер". Характерные черты:

· исполняемый модуль (клиент) запрашивает те или иные сервисы в соответствии с определенным протоколом обмена данными;

· отсутствует необходимость в использовании прямых путей операционной системы: клиент их "не знает", ему "известны" лишь имя источника данных и другие специальные сведения, используемые для авторизации клиента на сервере;

· сервер физически может находиться на том же компьютере, что и клиент; он обрабатывает запрос клиента и, произведя соответствующие манипуляции с данными, передает клиенту запрашиваемую порцию данных.

В рамках архитектуры "клиент-сервер" существуют два основных понятия:

1) "тонкий" клиент. Используется мощный сервер баз данных и библиотека хранимых процедур, позволяющих производить вычисления, реализующие основную логику обработки данных, непосредственно на сервере. Клиентское приложение, соответственно, предъявляет невысокие требования к аппаратному обеспечению рабочей станции;

2) "толстый" клиент реализует основную логику обработки на клиенте, а сервер представляет собой в чистом виде сервер баз данных, обеспечивающий исполнение только стандартных запросов на манипуляцию с данными (как правило - чтение, запись, модификацию данных в таблицах реляционной базы данных).

3. Трехслойная архитектура базируется на дальнейшей специализации компонент архитектуры:

· клиент занимается только организацией интерфейса с пользователем,

· сервер баз данных выполняет только стандартную обработку данных,

· для реализации логики обработки данных архитектура предусматривает отдельный слой - слой бизнес-логики. Он может представлять собой либо выделенный сервер (сервер приложений), либо размещаться на клиенте в качестве библиотеки.

В зависимости от характера использования информации выделяют классы ИС:

1) информационно-поисковые (ИПС). Производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Конечные пользователи (ИПС), как правило, имеют доступ к хранимым данным только "по чтению" и используют данные системы для поиска ответов на те или иные вопросы. Доступ по модификации данных имеет администратор системы, в функции которого входит обеспечение актуальности информации, устранение ошибок. Классические примеры ИПС - системы поиска в библиотеках, на транспорте (справки о наличии билетов). На современном этапе развития информационных технологий классические ИПС постепенно вытесняются поисковыми серверами Интернет - общего назначения и специализированными;

2) информационно-решающие. Осуществляют все операции преобразования информации по определенному алгоритму. Действия конечных пользователей таких систем приводят к модификации информации, что, конечно, не исключает возможности просто получать информацию, как в ИПС. По степени воздействия выработанной результатной информации на процесс принятия решений они делятся на два вида:

- управляющие – вырабатывают информацию, на основании которой человек принимает решение. Для них характерны тип задач расчетного характера и обработка больших объемов данных (это система бухучета, система оперативного планирования);

- советующие - вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и не превращается немедленно в серию конкретных действий. Обладают более высокой степенью интеллекта, т.к. для них характерна обработка знаний, а не данных.

Рассмотрим классификацию по поддерживаемым стандартам управления и технологиям коммуникации.:

§ MRP (Material Requirements Planning) - планирование поставок материалов, исходя из данных о комплектации производимой продукции и плана продаж.

§ CRP (Capacity Requirements Planning) - планирование производственных мощностей, исходя из данных о технологии производимой продукции и прогноза спроса.

§ MRPII (Manufacture Resource Planning) - планирование материальных, мощностных и финансовых ресурсов, необходимых для производства. Стандартизовано ISO.

§ ERP (Enterprise Resource Planning) - финансово-ориентированное планирование ресурсов предприятия, необходимых для получения, изготовления, отгрузки и учета заказов потребителей на основе интеграции всех отделов и подразделений компании.

§ SCM (Supply Chain Management) - управление цепочками поставок. Реализация бизнес-процессов на базе внешних предприятий и торговых площадок Основано на референтной модели SCOR, стандартизованной Supply Chain Council.

§ CRM (Customer Relationship Management) - управление взаимоотношениями с заказчиками. Комплекс методов и средств, нацеленный на завоевание, удовлетворение требований и сохранение платежеспособных клиентов.

§ ERPII (Enterprise Resource & Relationship Processing) - управление ресурсами и взаимоотношениями предприятия. Объединяет в себе 3 вышеперечисленные технологии.

§ Workflow - технология, управляющая потоком работ при помощи программного обеспечения, способного интерпретировать описание процесса, взаимодействовать с его участниками и при необходимости вызывать соответствующие программные приложения.

§ OLAP (Online Analytical Processing) - оперативный анализ данных. Технология поддержки принятия управленческих решений на основе концепции многомерных кубов информации.

§ Project Management - управление проектами. Поддерживается рядом международных стандартов.

§ CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Support) - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла. Описывает совокупность принципов и технологий информационной поддержки жизненного цикла продукции на всех его стадиях. Объединяет в себе практически все вышеперечисленные подходы и технологии.

В соответствии со степенью автоматизации выделяют классы ИС:

1) ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком. Например, о деятельности менеджера в фирме, где отсутствуют компьютеры, можно говорить, что он работает с ручной ИС;

2) автоматические ИС выполняют все операции по переработке информации без участия человека;

3) автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру. В современном толковании в термин "информационная система", как правило, вкладывается понятие автоматизированной системы.

По структурированности решаемых задач ИС делятся на два класса:

1) создающие управленческие отчеты. Ориентированы на стандартные процедуры обработки данных - поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию, группирование и т.д. Используя данные, которые они формируют, человек принимает управленческое решение. Применяются для структурированных задач;

2) разрабатывающие возможные альтернативы решений. Применяются для частично структурированных задач. Генерируют множество решений, предлагаемых человеку; принятие им решения сводится к выбору одной из альтернатив. Данные ИС делятся на два вида:

- модельные - предоставляют пользователю различные модели (математические, статистические, финансовые и т.д.), использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования;

- экспертные - обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.

Классификации ИС по функциональному признаку определяет назначение системы, ее основные цели, задачи и функции. В соответствии с этим признаком определяются следующие классы ИС:

1) производственные. Осуществляют планирование объемов работ и разработку календарных планов, оперативный контроль и управление производством, анализ работы оборудования, участие в формировании заказов поставщикам, управление запасами;

2) маркетинговые. Исследуют рынок и прогнозируют продажи, управляют продажами, вырабатывают рекомендации по производству новой продукции, анализируют и устанавливают цены, учитывают заказы;

3) финансовые. Управляют портфелем заказов; кредитной политикой; разрабатывают финансовый план; выполняют финансовый анализ и прогнозирование; контролируют бюджет; осуществляют бухучет и расчет зарплаты;

4) кадровые. Анализируют и прогнозируют потребности в трудовых ресурсах, ведут архивы записей о персонале, планируют подготовку и переподготовку кадров;

5) прочие (например, для руководства). Контролируют деятельность предприятия, выявляют оперативные проблемы, анализируют управленческие и стратегические ситуации, обеспечивают процесс выработки стратегических решений.

Классификация по уровням управления соответствует приведенной ранее иерархической структуре субъекта управления. Выделяют классы ИС:

1) оперативного уровня - поддерживают персонал, состоящий из специалистов-исполнителей, обрабатывая данные о событиях, происходящих в объекте управления. Назначение таких ИС – отвечать на запросы о текущем состоянии ОУ и отслеживать поток событий на производстве, что соответствует оперативному управлению. Для этого информационная система должна быть легкодоступной, непрерывно действующей и предоставлять точную информацию. Задачи, цели и источники информации заранее определены и в высокой степени структурированы;

2) тактического уровня - включают следующие виды информационных систем:

- офисной автоматизации - имеют целью повышение эффективности работы персонала, упрощение канцелярского труда, поддержание информационных коммуникаций. Основные функции: обработка текстов на компьютерах, производство высококачественной печатной продукции, архивация документов, ведение электронных календарей и записных книжек для деловой документации, поддержка электронной и аудиопочты, видео- и телеконференций;

- обработки знаний (включая экспертные системы) - имеют целью создание новой информации и нового знания на основе включенного в них знания экспертов в некоторой предметной области;

- управленческие - обслуживают персонал, который нуждается в ежедневной, еженедельной информации о состоянии дел. Основное назначение – отслеживание ежедневных действий на производстве и периодическое формирование строго структурированных сводных типовых отчетов. Информация поступает из ИС оперативного уровня управления. Характерные черты: используются для поддержки принятия решений структурированных и частично структурированных задач на уровне контроля за операциями; ориентированы на контроль, отчетность и принятие решений по оперативной обстановке; опираются на существующие данные и их потоки внутри организации; имеют малые аналитические возможности и негибкую структуру;

- поддержки принятия решений - обслуживают частично структурированные задачи, результаты которых трудно спрогнозировать заранее. Имеют более мощный аналитический аппарат с несколькими моделями. Информацию получают из управленческих и операционных ИС. Используются всеми, кому необходимо принимать решение. Характеристики: обеспечивают решение проблем, развитие которых трудно прогнозировать; оснащены сложными инструментальными средствами моделирования и анализа; позволяют легко менять постановки решаемых задач и входные данные; отличаются гибкостью и легко адаптируются к изменению условий по несколько раз в день; имеют технологию, максимально ориентированную на пользователя;

3) стратегического уровня - обеспечивают поддержку принятия решений по реализации стратегических, перспективных целей развития производства. Обладают следующими возможностями: помогают персоналу высшего звена решать неструктурированные задачи; осуществляют долгосрочное планирование путем сравнения изменений вовне производства с потенциалом производства; реализуют информационную поддержку в любой момент из многих источников. Играют вспомогательную роль из-за сложности решаемых задач.

В соответствии с классификацией по сфере применения выделяют следующие виды ИС:

1) организационного управления. Для автоматизации функций управленческого персонала. Сюда относятся ИС управления как промышленными, так и непромышленными производствами. Основные функции: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухучет, управление сбытом и снабжением и др. экономические и организационные задачи;

2) управления технологическими процессами – для автоматизации функций производственного персонала. Используются при организации поточных линий, изготовлении микросхем, на сборке, для поддержания технологического процесса в различных видах промышленности;

3) автоматизированного проектирования (САПР). Для автоматизации функций инженеров – проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основные функции – инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов;

4) интегрированные (корпоративные) – для автоматизации всех функций производства и охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта продукции.

По типу используемой информации выделяют классы ИС:

1) фактографические. В таких ИС регистрируются факты – конкретные значения данных об объектах реального мира. Все данные сообщаются компьютеру в заранее обусловленном формате. Информация имеет четкую структуру, позволяющую компьютеру отличать одно данное от другого. Такая информационная система способна давать однозначные ответы на вопросы типа: «Сколько студентов получили 5 по информатике?» и т.д.;

2) документальные. Обслуживают принципиально иной класс задач, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный вопрос. БД таких систем образует совокупность неструктурированных текстовых документов и графических объектов, снабженная тем или иным формализованным аппаратом поиска. Цель системы – выдать в ответ на запрос пользователя список документов или других объектов, удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям. Примером подобной системы является любая поисковая система Интернета.

Ранее указывались основные задачи, решаемые любой ИС. Организация хранения данных является важнейшей общей задачей, которая во многом определяет другие задачи. Она связана с обеспечением доступа к самим данным. Под доступом понимается возможность выделения элемента данных (или множества элементов) среди других элементов по каким-либо признакам с целью выполнения некоторых действий над элементом. При этом под элементом понимается как запись файла (в случае структурированных данных), так и сам файл (в случае неструктурированных данных).

Для данных любого вида доступ осуществляется с помощью специальных данных, которые называются ключевыми (ключами). Для структурированных данных такие ключи входят в состав записей файлов в качестве отдельных полей записей. Для неструктурированных данных поисковые слова или выражения входят, как правило, в искомый текст. С помощью ключей выполняется идентификация требуемых элементов в БД.

Процедура доступа к данным может быть инициирована как самой ИС (для решения каких-либо своих технических задач), так и пользователем ИС. В последнем случае пользователь формирует запрос к ИС, куда включает, в частности, обозначение требуемого вида доступа, или действия, и указание на то, над какими данными это действие надо выполнить (именно для работы с такими запросами предназначен интерфейс ИС). Как отмечалось ранее, идентификация данных осуществляется с помощью ключей. В качестве же требуемого действия может быть одно из следующих: добавление, удаление, изменение, просмотрэлемента или обработка данных из элемента:

Ø при добавлении элемента БД пополняется новыми данными в виде записи файла или файла в целом, соответственно, для структурированных и неструктурированных данных. В запросе в этом случае, помимо указанной выше информации, приводится и сам новый элемент. При этом объем БД увеличивается;

Ø удаление, наоборот, является обратным действием, вызывающим исключение упомянутых данных. Это действие приводит к уменьшению объема БД;

Ø изменение относится не к элементу, а к его составляющим – полям записи файла или тексту, хранящемуся в файле, и означает, в свою очередь, удаление прежних значений полей или строк текста и/или добавление новых. В запрос включается дополнительная информация, указывающая на требуемые составляющие изменяемого элемента, а также сами новые значения этих составляющих. Объем БД при этом не меняется для структурированных данных и, возможно, меняется для неструктурированных;

Ø просмотр связан с предоставлением данных пользователю на устройстве вывода компьютера, как правило, на дисплее. В запросе в этом случае дополнительно указывается, какие составляющие элемента требуется просмотреть (по умолчанию просматривается весь элемент);

Ø обработка предусматривает выполнение некоторых арифметических и/или логических операций над данными элемента, например, накопление суммы и т.д., и относится только к структурированным данным, а потому далее не рассматривается.

Таким образом, запрос q в общем случае имеет структуру:

q = (<действие>, <ключ> [{,<указание на составляющую элемента>[=<значение составляющей элемента>]}]),

где скобки <> означают, что они и их содержимое в конкретных случаях заменяются некоторыми значениями; скобки [] свидетельствуют о возможном отсутствии их содержимого; скобки {} представляют возможное повторение их содержимого.

Тогда для указанных ранее действий можно определить следующие структуры запросов:

q^{добавление} = (<ключ> {,<указание на составляющую элемента>=<значение составляющей элемента>}),

q^{удаление} = (<ключ>),

q^{изменение} = (<ключ> {,<указание на составляющую элемента>=<значение составляющей элемента>}),

q^{просмотр} = (<ключ> [{,<указание на составляющую элемента>}]).

Чтобы выполнить любое их указанных выше действий, нужный элемент должен быть предварительно найден в БД, для чего выполняется его поиск (для добавления нового элемента тоже делается попытка его поиска, которая заканчивается неудачно, и тогда элемент добавляется). Под поиском элемента понимается определение его местонахождения в БД. Таким образом, любой доступ к элементам БД включает поиск, что делает эту фазу доступа наиболее значимой. Технологии доступа при выполнении действий добавления или изменения элемента БД показаны на рис. 2.2, технология удаления изображена на рис. 2.3, технология просмотра элемента приведена на рис. 2.4. Различие в схемах состоит в том, что по технологии рис. 2.2 выполняется воздействие на БД с целью ее изменения, для чего в БД передаются данные, по технологии рис. 2.3 воздействие на БД не связано с передачей данных, а по схеме рис. 2.4 данные выводятся из БД без изменения БД.

При выполнении рассмотренных действий над элементами БД на практике важны два фактора, противоречащие друг другу: временной фактор, в соответствии с которым запрос пользователя должен обрабатываться в минимальные сроки, и фактор минимизации требуемого объема памяти для хранения данных. Для уменьшения времени обработки запроса особые усилия прилагаются к применению таких структур хранения данных в БД, которые бы позволяли оптимизировать поисковые операции, возможно, за счет дополнительных описаний данных. Это, очевидно, повышает расход памяти. Поэтому при проектировании моделей данных БД учитывается предполагаемый режим эксплуатации ИС: если это интерактивный режим, то основное внимание уделяется минимизации времени доступа к данным, если режим пакетный, то минимизируют требуемую память. Кроме того, на выбор модели влияют особенности той предметной области, которая отражается в БД.

Н

  Ввод запроса

БД

  Поиск элемента

Найден?

Модификация элемента

К

Нет

Да

Ключ

Данные

Размещение элемента

информационные связи

управляющие связи

Рис. 2.2. Схема доступа к БД при выполнении действий добавления или изменения элемента БД

Н

  Ввод запроса

БД

  Поиск элемента

Найден?

Исключение элемента

К

Нет

Да

Ключ

Рис. 2.3. Схема доступа к БД при выполнении удаления элемента БД

Н

  Ввод запроса

БД

  Поиск элемента

Найден?

  Вывод

К

Нет

Да

Ключ

Данные

Рис. 2.4. Схема доступа к БД при выполнении просмотра элемента БД

Глава 3. Фактографические информационные системы

Данный класс ИС использует для организации информационных массивов структурированные данные, в которых отражаются отдельные факты источника информации - предметной области.

Предметная область – это часть реального мира, которая представляется с помощью информационных массивов и использующих их приложений (программного обеспечения). Это может быть предприятие в целом, некоторая его функциональная часть или подразделение, процесс, система и т.д. Предметная область моделируется с использованием понятий информационных объектов, связей между ними и функций, выполняемых этими объектами или для них.

Информационный объект – это идентифицируемый (т.е. такой, который можно выделить в предметной области) объект реального мира, понятие, процесс или явление. В роли информационных объектов в зависимости от прикладных задач, которые должна решать ИС, могут выступать люди, изделия, счета и т.д.

Информационный объект описывается с помощью характеристик, существенных для модели. Каждая из характеристик определяется именем и значением.

Например, если ИС предназначена для учета успеваемости студентов вуза, то в качестве информационного объекта можно рассматривать студента как участника учебного процесса. Его характеристиками являются фамилия, телефон (для связи деканата), средняя оценка в сессию (для назначения стипендии) и т.д. Это – имена характеристик.

Если задаться конкретным студентом, то характеристики приобретают значения. Например (в порядке перечисления характеристик), Иванов, 123456, 4.

Совокупность имени и всех значений характеристики информационного объекта называется элементом данных.

Для нашего примера элементами данных являются (в каждой строке представлен элемент данных):

фамилия (Иванов);

телефон (123456);

средний балл (4).

Если студентов трое, элементы данных приобретут вид (каждая строка по-прежнему - элемент данных):

фамилия (Иванов; Федоров; Петров);

телефон (123456, 234567, 345678);

средний балл (4, 5, 4).

Подобные данные привычнее (и удобнее) представлять таблицей:

фамилия	телефон	средний балл
Иванов
Федоров
Петров

Здесь элементом данных является каждый столбец, который, как должен подсказывать читателю его программистский опыт, является полем данных для соответствующего файла. Видно, что структура каждого столбца единообразна: есть заголовок – суть имя характеристики информационного объекта, а также имеется множество значений данной характеристики – под заголовком.

Запись об объекте – совокупность значений элементов данных, которые описывают конкретный экземпляр объекта.

Для нашего примера, представленного таблицей, запись об объекте – это одна из строк таблицы со значениями, например,

Иванов

Очевидно, совокупность записей об объекте представляется на машинном носителе файлом, играющим роль информационного массива для структурированных данных.

Для различения экземпляров объектов в файле (т.е. записей файла) применяется идентификатор – элемент данных (или совокупность элементов данных), используемый для определения записи (или нескольких записей). Идентификация может быть уникальной (или однозначной), когда идентификатору сопоставим один экземпляр объектов, и неуникальной (многозначной), когда идентификатору сопоставимо множество (возможно, одноэлементное) экземпляров объекта.

Так, в нашем примере поля «фамилия» и «телефон» могут служить однозначным идентификатором – каждое значение соответствующей характеристики определяет только одну запись. В то же время поле «средний балл» является примером многозначного идентификатора – одинаковые результаты сдачи сессии принадлежат разным студентам.

3.2. Проектирование структуры данных [3]

Проектирование структуры данных для фактографических ИС является сложным процессом, включающим три самостоятельных этапа – концептуальное, логическое и физическое проектирование.

При концептуальном проектировании осуществляется выявление информационных объектов, их характеристик, взаимосвязей между ними, определение идентификаторов.

Для формального представления концептуальной модели при проектировании структуры данных используется ER[4]-модель. Она применяет следующие базовые понятия и их обозначения:

студент

сущность (объект); ранее - информационный объект

ФИО

атрибут сущности (свойство, характеризующее объект);

ранее – характеристика информационного объекта

номер зачетной книжки

ключевой атрибут (атрибут, входящий в первичный ключ);

ранее – идентификатор информационного объекта

числится

связь; ранее отсутствовала

Первичный ключ - атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующих объект. Первичный ключ может состоять из нескольких атрибутов, тогда в нотации ER-модели подчеркивается каждый из них.

Объект и его атрибуты соединяются ненаправленными дугами:

студент

номер зачетной книжки

ФИО

Связи между объектами могут быть 3-х типов:

§ Один - к одному. Этот тип связи означает, что каждому объекту первого вида соответствует не более одного объекта второго вида, и наоборот. Например: студент может иметь только одну зачетную книжку и, наоборот, одна зачетная книжка принадлежит только одному студенту.

§ Один - ко многим. Этот тип связи означает, что каждому объекту первого вида может соответствовать более одного объекта второго вида, но каждому объекту второго вида соответствует не более одного объекта первого вида. Например: в каждой учебной группе может числиться множество студентов, но каждый студент числится только в одной учебной группе.

§ Многие - ко многим. Этот тип связи означает, что каждому объекту первого вида может соответствовать более одного объекта второго вида, и наоборот. Например: каждый преподаватель может обучать множество студентов, и каждый студент может обучаться у разных преподавателей.

Ромб связи и прямоугольник объекта соединяются ненаправленными дугами в сторону "ко многим" и направленными в сторону "к одному":

учебная группа

студент

числится

Если связь соединяет две сущности, она называется бинарной. Связь может соединять более двух сущностей, например, связь, соединяющая три сущности, называется тернарной:

поставщик

потребитель

товар

заказ

Пусть, например, требуется разработать концептуальную модель данных, описывающую организационную структуру кафедр вуза. Тогда кафедры являются предметной областью для задачи. Данная предметная область характеризуется следующими сущностями и их атрибутами:

сотрудник – ФИО, ученая степень, научное звание, контактные данные;

кафедра – название, шифр в вузе;

должность – название, образование.

Сформируем ER-диаграммы, описывающие сущности и связи между ними:

сотрудник

ФИО

ученая степень

научное звание

контактные данные

кафедра

название

шифр в вузе

работает

числится

должность

название

образование

Определим, какие атрибуты могут играть роль ключевых:

§ для сущности кафедра оба атрибута однозначно определяют объект, поскольку не бывает в рамках одного вуза разных кафедр с одинаковыми названиями или шифрами. Для выбора следует ориентироваться на то, какой атрибут, скорее всего, будет использоваться при поиске нужной записи в БД. Очевидно, пользователю удобнее применять название кафедры, поэтому данный атрибут определим как ключевой;

§ для сущности должность ключевым может служить атрибут название, поскольку разные должности могут характеризоваться одним значением атрибута образование (высшее, среднее и т.д.);

§ для сущности сотрудник дело обстоит гораздо сложнее. Предметная область такова, что в реальной ситуации ни один из указанных атрибутов не может служить ключевым. В самом деле, в вузе возможны сотрудники с одинаковыми ФИО. Гораздо меньше вероятность полных тезок и однофамильцев в рамках одной кафедры. Тогда в качестве ключевых атрибутов следует использовать совокупность идентификаторов сотрудников и кафедр.

На этапе логического проектирования требования к данным преобразуются в структуры, применяемые в используемой системе управления данными.

Физическое проектирование решает вопросы, связанные с производительностью системы; определяются способы размещения данных в файлах (т.е. на машинных носителях) и методы доступа к данным. Этот уровень проектирования связан также с типами записывающих устройств, методами доступа, длинами блоков и т.д., т.е. с теми физическими характеристиками машинных носителей, которые являются предметом изучения и освоения специалистов технических профессий.

В настоящее время все действия по физическому проектированию выполняются системами управления базами данных (СУБД), а потому не актуальны для учебного курса. Тем не менее, логическое проектирование, связанное с разработкой моделей данных, а также вопросы физического проектирования, связанные со структурами хранения данных, входят в программу дисциплины «Информационные системы» и являются предметом подробного рассмотрения далее.

Дата добавления: 2014-01-15