Основные операции с данными.
Сбор данных – накопление данных с целью обеспечения достаточной полноты информации для принятия решений;
Формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме;
Фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных;
Сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования;
Группировка данных – объединение данных по заданному признаку с целью повышения удобства использования;
Архивация данных – организация хранения данных;
Защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты и модификации данных;
Транспортировка данных – прием и передача;
Преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую
Типы данных
Данные простого типа это - символы, числа и т.п. элементы, дальнейшее дробление которых не имеет смысла. Из элементарных данных формируются структуры (сложные типы) данных.
Статические структуры – это такие структуры данных, которые занимают в памяти постоянный объем.
Некоторые структуры:
Массив (функция с конечной областью определения) - простая совокупность элементов данных одного типа, средство оперирования группой данных одного типа. Массив может быть одномерным, двумерным и т.д. Разновидностями одномерных массивов переменной длины являются структуры типа кольцо, стек, очередь и двухсторонняя очередь.
Запись (декартово произведение) - совокупность элементов данных разного типа. В простейшем случае запись содержит постоянное количество элементов, которые называют полями. Совокупность записей одинаковой структуры называется файлом. Для того, чтобы иметь возможность извлекать из файла отдельные записи, каждой записи присваивают уникальное имя или номер, которое служит ее идентификатором и располагается в отдельном поле. Этот идентификатор называют ключом.
К статическим структурам относится также множество.
Имеется ряд структур, которые могут изменять свою длину - так называемые динамические структуры. К ним относятся дерево, список, ссылка.
Обработка данных – это совокупность задач, осуществляющих преобразование массивов данных. Обработка данных включает в себя:
ввод данных;
отбор данных по каким-либо критериям;
преобразование структуры данных;
перемещение данных на внешней памяти;
вывод данных, являющихся результатом решения задач, в табличном или в каком-либо ином удобном для пользователя виде.
Система обработки данных (СОД) – это набор аппаратных и программных средств, осуществляющих выполнение задач по управлению данными.
Управление данными – весь круг операций с данными, которые необходимы для успешного функционирования СОД.
П.1.2. Информационная система.
Система – это совокупность взаимодействующих друг с другом элементов, образующих определенную целостность, единство.
Информационная система (ИС) - материальная система, организующая, хранящая и преобразующая информацию. Основным предметом и продуктом труда в такой системе является информация.
Таким образом, в широком смысле можно говорить, что Информационная система – это система, предназначенная для хранения, обработки, поиска, распространения, передачи и предоставления информации.
Информационная система - это организационно упорядоченная совокупность документов и информационных технологий, в том числе использующих средства вычислительной техники и связи, реализующих различные информационные процессы.
Под информационной системой понимают совокупность средств сбора, передачи, обработки и хранения информации, а также персонал, выполняющий подобные действия; организационно-упорядоченную совокупность документов и информационных технологий, реализующих информационные процессы; организационно-функциональную структуру, реализующую обработку информации.
Основными представителями информационных систем являются архивы, библиотеки, музеи, различные информационные подразделения и организации.
По назначению функционирующей информации ИС делятся на: государственные, юридические (законодательные), деловые, финансовые, научно-технические, учебные, социальные, развлекательные и другие.
При этом, например, финансовая информация подразделяется на: бухгалтерскую, банковскую, налоговую и иную.
По отраслям применения выделяют деловую, профессиональную, потребительскую информацию и электронную коммерцию.
По уровню управления выделяют стратегические, тактические и оперативные информационные системы.
По уровню применения технических средств ИС делят на автоматизированные и неавтоматизированные.
При этом автоматизированные подразумевают автоматизацию от отдельных процессов и задач до уровня автоматизации предприятий, учреждений и их совокупности в масштабах территории (региона), то есть представляют класс систем, ориентированных на автоматизацию отдельных функций или процессов и класс интегрированных систем и комплексов, подразумевающий электронную обработку и доставку данных, автоматизацию функций и процессов управления, поддержку принятия решений и др.
По типам информации - документальные, фактографические и документально-фактографические ИС.
Документальные ИС включают информационно-поисковые системы (ИПС), информационно-логические и информационно-семантические системы.
Фактографические ИС делятся на две категории: 1) системы обработки данных (СОД);
2) автоматизированные информационные системы (АИС);
3) автоматизированные системы управления (АСУ).
Документально-фактографические ИС содержат:
1) автоматизированные документально-фактографические информационно-поисковые системы научно-технической информации (АДФИПС НТИ);
2) автоматизированные документально-фактографические информационно-поисковые системы в автоматизированной системе нормативно-методического обеспечения управления (АДФИПС в АСНМОУ).
Выделяют и такие ИС, как: бухгалтерские, банковские, ИС рынка ценных бумаг, ИС управления (ИСУ), системы поддержки принятия решений (СППР), экспертные системы (ЭС), гибридные экспертные системы (ГЭС), ИС мониторинга (ИСМ) и др.
В АИС размещают различные виды информации: библиографические данные (записи); фактографические данные (записи); полнотекстовые документы (записи); справочные данные (в том числе указатели); математические или численные (цифровые, табличные) данные; графические данные; мультимедийные данные.
ИС можно классифицировать по видам обрабатываемой информации: Текстовые процессоры и редакторы (текст); Графические процессоры и редакторы (графика); Системы управления базами данных (СУБД), табличные процессоры, алгоритмические языки программирования (данные); Экспертные системы (знания), Мультимедийные системы (объекты реального мира, включающие любые виды информации) и др.
Конечно, такая классификация достаточно условна. Так, современный текстовый процессор может обеспечивать присутствие и взаимодействие практически любых видов информации, гипертекста и возможности коммуникаций. Другое дело, насколько он будет удовлетворять соответствующих пользователей.
По назначению различают два класса ИС: информационно-поисковые системы и системы обработки данных.
1. Информационно-поисковые системы ориентированы, в основном, на хранение и извлечение из множества хранимых сведений тех, которые удовлетворяют определенному критерию поиска. Здесь для пользователя важен не процесс обработки данных, а сама информация. Примеры: справочники, словари, ИС справочных служб и т.д.
2. В системах обработки данных важен процесс работы с данными: обновление в реальном времени, составление отчетов, вывод данных может отсутствовать или представлять собой результат программной обработки хранимой информации. Примеры: ИС сберегательного банка (обновление, вывод – расчет по вкладам, финансовый отчет), ИС бух. учета и т.д.
П. 1.3. Базы данных.
Рассмотрим общий смысл понятий БД и СУБД. Начнем с того, что с самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Становление этого направления способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, развитию класса языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ.
Второе направление, которое непосредственно касается темы нашего курса, это использование средств ИТ в автоматических или автоматизированных БД.
Можно с большой степенью достоверности утверждать, что большинство приложений, которые предназначены для выполнения хотя бы какой-нибудь полезной работы, тем или иным образом используют структурированную информацию или, другими словами, упорядоченные данные. Такими данными могут быть, например, списки заказов на тот или иной товар, списки предъявленных и оплаченных счетов или список телефонных номеров ваших знакомых.
В литературе предлагается множество определений понятия «база данных», отражающих скорее субъективное мнение тех или иных авторов, однако общепризнанная единая формулировка отсутствует.
В самом общем смысле БД – это набор записей и файлов, организованных особым образом.
Далее приводятся определения из авторитетных монографий и стандартов:
База данных— организованная в соответствии с определёнными правилами и поддерживаемая в памяти компьютера совокупность данных, характеризующая актуальное состояние некоторой предметной области и используемая для удовлетворения информационных потребностей пользователей.
База данных— совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных.
База данных— некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия.
База данных— совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.
База данных – поименованная совокупность взаимосвязанных данных, находящихся под управлением СУБД.
В определениях наиболее часто (явно или неявно) используются следующие отличительные признаки:
БД хранится и обрабатывается в вычислительной системе. Таким образом, любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т.п.) базами данных не являются.
Данные в БД логически структурированы (систематизированы, т.е. данные объединены по неким признакам единиц (параметрам, критериям) к определенному единству в функциональных целях на основе существующих между ними связей) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки. Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции.
БД включает схему, или метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью).
При компьютерной обработке информации упорядоченные каким либо образом данные принято хранить в базах данных - особых файлах, использование которых вместе со специальными программными средствами позволяет пользователю просматривать необходимую информацию, и по мере необходимости, манипулировать ею, например, добавлять, изменять, копировать, удалять, сортировать и т.д.
Таким образом, дать простое определение базы данных можно следующим образом. БД представляет собой компьютерный аналог организованной информации и состоит из множества связанных файлов.
Пожалуй, одним из самых банальных примеров баз данных может быть записная книжка с телефонами ваших знакомых. Этот список фамилий владельцев телефонов и их телефонных номеров, представленный в вашей записной книжке в алфавитном порядке, представляет собой, вообще говоря, проиндексированную базу данных. Использование индекса - в данном случае фамилии (или имени) позволяет вам достаточно быстро отыскать требуемый номер телефона.
Обычно элементы информации объединяет общая тема или назначение, например список сотрудников.
В такой ситуации не последнюю роль играет общепринятая практика. В соответствии с ней, например, не называют базами данных файловые архивы, Интернет-порталы или электронные таблицы, несмотря на то, что они в некоторой степени обладают признаками БД. Принято считать, что эта степень в большинстве случаев недостаточна (хотя могут быть исключения).
СУБД – программно-аппаратный пакет, который осуществляет поддержку базы данных в актуальном состоянии и обеспечение централизованного доступа пользователей к ней. Или, СУБД — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.