Информационное обеспечение АИС

     собирает  информацию из различных источников, прежде всего из оперативных приложений АИС, а также от внешних источников, например, организаций по исследованию рынка, лабораторий по оценке качества, консалтинговых компаний и независимых аналитиков;

     интегрирует данные в логические модели по определенным предметным областям;

     хранит  информацию таким образом, чтобы она была легко доступна и понятна различным категориям пользователей;

     предоставляет данные разнообразным приложениям.

     АИС работает с двумя разными типами информации:

     постоянно изменяемые базы данных систем оперативной  обработки содержат детальную информацию по определенному процессу;

     аналитические данные содержат обобщенные сведения по достаточно широкой предметной области, которая может охватывать различные  направления деятельности.

     База  данных – совокупность предназначенных  для машинной обработки данных, которая служит для удовлетворения нужд большого количества пользователей (в рамках одной или нескольких организаций). Более формальное определение базы данных (БД) – поименованная, целостная, единая система данных, организованная по определенным правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и обработки данных.

     Создание  информационной инфраструктуры требует  создания особенно больших баз данных, способных обслуживать одновременно тысячи пользователей. Данные в базе данных располагаются так, чтобы их можно было легко найти и обработать. Эти задачи выполняются системой управления базами данных. Система управления базами данных – специальный комплекс программ, осуществляющий централизованное управление базой данных. СУБД позволяет управлять данными в базе данных, вести базы данных, обеспечивает многопользовательский доступ к данным. 

Различаются централизованные и распределенные базы данных. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе данных – доступ к ней пользователей различных ЭВМ данной сети. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях персональных ЭВМ.

     Появление сетей ЭВМ позволило наряду с централизованными создавать и распределенные базы данных. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Однако пользователь распределенной базы данных не обязан знать, каким образом ее компоненты размещены в узлах сети, и представляет себе эту базу данных как единое целое. Работа с такой базой данных осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД). Данные, содержащиеся в распределенной базе данных, их представление на всех уровнях архитектуры СУРБД и размещение в сети описываются в системном справочнике, который сам может быть декомпозирован и размещен в различных узлах сети.

     Части распределенной базы данных, размещенные на отдельных ЭВМ сети, управляются собственными (локальными) СУБД и могут использоваться одновременно как самостоятельные локальные базы данных. Локальные СУБД не обязательно должны быть одинаковыми в разных узлах сети. Объединение неоднородных локальных баз данных в единую распределенную базу данных является сложной научно-технической проблемой. Ее решение потребовало проведения большого комплекса научных исследований и экспериментальных разработок.

     Базы  данных можно разделить на базы данных первого поколения: иерархические, сетевые; второго поколения: реляционные; третьего поколения: объектно-ориентированные, обектно-реляционные.

  Система управления базой данных и ее основные функции

Систе́ма  управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для манипулирования базой данных. 

Основные  функции СУБД 1.управление данными  во внешней памяти (на дисках); 2.управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша; 3.журнализация изменений и восстановление базы данных после сбоев; 4.поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными). Классификация СУБД По типу управляемой базы данных СУБД разделяются на: Сетевые, Иерархические, Реляционные, Объектно-реляционные, Объектно-ориентированные По архитектуре организации хранения данных : локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере), распределенные СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах)

Система управления базами данных обладает следующими возможностями:

1) позволяет  определять базу данных, что обычно  осуществляется с помощью языка  определения данных (DDL – Data Definition Language). Язык DDL предоставляет пользователям  средства указания типа данных и их структуры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных;

2) позволяет  вставлять, обновлять, удалять  и извлекать информацию из  базы данных, что обычно осуществляется  с помощью языка управления  данными (DML – Data Manipulation Language). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инструмент организации запросов, который иногда называют языком запросов (query language). Наличие языка запросов позволяет устранить присущие файловым системам ограничения, при которых пользователям приходится иметь дело только с фиксированным набором запросов или постоянно возрастающим количеством программ, что порождает другие, более сложные проблемы управления программным обеспечением.

3) предоставляет  контролируемый доступ к базе  данных с помощью перечисленных  ниже средств:

• системы  обеспечения безопасности, предотвращающей  несанкционированный доступ к базе данных со стороны пользователей;

• системы  поддержки целостности данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;

• системы  управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного  доступа к базе данных;

• системы  восстановления, позволяющей восстановить базу данных до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате сбоя аппаратного или программного обеспечения;

• доступного пользователям каталога, содержащего  описание хранимой в базе данных информации.

СУБД  обладают как многообещающими потенциальными преимуществами, так и недостатками.

Преимущества  СУБД

1. Контроль  за избыточностью данных. Как  уже говорилось, традиционные файловые  системы неэкономно расходуют  внешнюю память, сохраняя одни  и те же данные в нескольких  файлах. При использовании базы  данных, наоборот, предпринимается попытка исключить избыточность данных за счет интеграции файлов, чтобы избежать хранения нескольких копий одного и того же элемента информации.

2. Непротиворечивость  данных. Устранение избыточности  данных или контроль над ней  позволяет сократить риск возникновения противоречивых состояний. Если элемент данных хранится в базе только в одном экземпляре, то для изменения его значения потребуется выполнить только одну операцию обновления, причем новое значение станет доступным сразу всем пользователям базы данных. А если этот элемент данных с ведома системы хранится в базе данных в нескольких экземплярах, то такая система сможет следить за тем, чтобы копии не противоречили друг другу.

3. Совместное  использование данных. Файлы обычно  принадлежат отдельным лицам или целым отделам, которые используют их в своей работе. В то же время база данных принадлежит всей организации в целом и может совместно использоваться всеми зарегистрированными пользователями. При такой организации работы большее количество пользователей может работать с большим объемом данных. Более того, при этом можно создавать новые приложения на основе уже существующей в базе данных информации и добавлять в нее только те данные, которые в настоящий момент еще не хранятся в ней, а не определять заново требования ко всем данным, необходимым новому приложению.

4. Поддержка  целостности данных. Целостность  базы данных означает корректность  и непротиворечивость хранимых  в ней данных. Целостность обычно  описывается с помощью ограничений, т.е. правил поддержки непротиворечивости, которые не должны нарушаться в базе данных. Ограничения можно применять к элементам данных внутри одной записи или к связям между записями. Например, ограничение целостности может гласить, что зарплата сотрудника не должна превышать 40 000 рублей  в год или же что в записи с данными о сотруднике номер отделения, в котором он работает, должен соответствовать реально существующему отделению компании.

5. Повышенная  безопасность. Безопасность базы  данных заключается в защите базы данных от несанкционированного доступа со стороны пользователей. Без привлечения соответствующих мер безопасности интегрированные данные становятся более уязвимыми, чем данные в файловой системе. Однако интеграция позволяет определить требуемую систему безопасности базы данных, а СУБД привести ее в действие. Система обеспечения безопасности может быть выражена в форме учетных имен и паролей для идентификации пользователей, которые зарегистрированы в этой базе данных. Доступ к данным со стороны зарегистрированного пользователя может быть ограничен только некоторыми операциями (извлечением, вставкой, обновлением и удалением).  

6. Применение  стандартов. Интеграция позволяет  определять и применять необходимые  стандарты. Например, стандарты отдела  и организации, государственные и международные стандарты могут регламентировать формат данных при обмене ими между системами, соглашения об именах, форму представления документации, процедуры обновления и правила доступа. 7. Повышение эффективности с ростом масштабов системы. Комбинируя все рабочие данные организации в одной базе данных и создавая набор приложений, которые работают с одним источником данных, можно добиться существенной экономии средств. В этом случае бюджет, который обычно выделялся каждому отделу для разработки и поддержки их собственных файловых систем, можно объединить с бюджетами других отделов (с более низкой общей стоимостью), что позволит добиться повышения эффективности при росте масштабов производства. Теперь объединенный бюджет можно будет использовать для приобретения оборудования той конфигурации, которая в большей степени отвечает потребностям организации. Например, она может состоять из одного мощного компьютера или сети из небольших компьютеров.

8. Возможность  нахождения компромисса для противоречивых требований. Потребности одних пользователей или отделов могут противоречить потребностям других пользователей. Поскольку база данных контролируется администратором базы данных, он может принимать решения о проектировании и способе использования базы данных, при которых имеющиеся ресурсы всей организации в целом будут использоваться наилучшим образом. Эти решения обеспечивают оптимальную производительность для самых важных приложений, причем чаще всего за счет менее критичных.

9. Повышение доступности данных и их готовности к работе. Данные, которые пересекают границы отделов, в результате интеграции становятся непосредственно доступными конечным пользователям. Потенциально это повышает функциональность системы, что, например, может быть использовано для более качественного обслуживания конечных пользователей или клиентов организации. Во многих СУБД предусмотрены языки запросов или инструменты для создания отчетов, которые позволяют пользователям задавать непредусмотренные заранее вопросы и почти немедленно получать требуемую информацию на своих терминалах, не прибегая к помощи программиста, который для извлечения этой информации из базы данных должен был бы создать специальное программное обеспечение. 

10. Улучшение  показателей производительности. В СУБД предусмотрено много стандартных функций, которые программист обычно должен самостоятельно реализовать в приложениях для файловых систем. На базовом уровне СУБД обеспечивает все низкоуровневые процедуры работы с файлами, которую обычно выполняют приложения. Наличие этих процедур позволяет программисту сконцентрироваться на разработке более специальных, необходимых пользователям функций, не заботясь о подробностях их воплощения на более низком уровне.

11. Упрощение  сопровождения системы за счет независимости от данных. В файловых системах описания данных и логика доступа к данным встроены в каждое приложение, что делает программы зависимыми от данных. Для изменения структуры данных, например для увеличения длины поля с адресом с 40 символов до 41 символа или для изменения способа хранения данных на диске, может потребоваться существенно преобразовать все программы, на которые эти изменения способны оказать влияние. В СУБД подход иной: описания данных отделены от приложений, а потому приложения защищены от изменений в описаниях данных. Эта особенность называется независимостью от данных. Наличие независимости программ от данных значительно упрощает обслуживание и сопровождение приложений, работающих с базой данных.

12. Улучшенное  управление параллельностью. В некоторых файловых системах при одновременном доступе к одному и тому же файлу двух пользователей может возникнуть конфликт двух запросов, результатом которого будет потеря информации или утрата ее целостности. В свою очередь, во многих СУБД предусмотрена возможность параллельного доступа к базе данных и гарантируется отсутствие подобных проблем.

13. Развитые  службы резервного копирования  и восстановления. Ответственность  за обеспечение защиты данных  от сбоев аппаратного и программного  обеспечения в файловых системах возлагается на пользователя. Так, может потребоваться каждую ночь выполнять резервное копирование данных. При этом в случае сбоя может быть восстановлена резервная копия, но результаты работы, выполненной после резервного копирования, будут утрачены, и данную работу потребуется выполнить заново. В современных СУБД предусмотрены средства сокращения объема потерь информации от возникновения различных сбоев.