ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2021
Просмотров: 1564
Скачиваний: 23
6
Введение
Современные
информационные
технологии
невозможно
представить
без
таких
понятий
,
как
базы
данных
,
системы
управления
базами
данных
.
Информационные
системы
с
базами
данных
в
настоящее
время
являются
одной
из
ведущих
сфер
применения
этих
технологий
в
человеческой
деятельности
.
Вообще
говоря
,
любая
компьютерная
программная
система
подразумевает
наличие
двух
компонент
–
программного
кода
,
реализующего
набор
действий
,
необходимых
для
решения
с
помощью
компьютера
той
или
иной
задачи
,
и
данных
,
то
есть
тех
информационных
объектов
,
над
которыми
эти
действия
производятся
или
которыми
эти
действия
порождаются
.
Сами
названия
–
компьютер
,
электронная
вычислительная
машина
–
подчеркивают
тот
факт
,
что
изначально
эти
аппараты
появились
как
средство
решения
вычислительных
задач
,
которые
слишком
сложно
или
вообще
невозможно
выполнить
другими
,
имеющимися
у
людей
в
то
время
способами
и
средствами
.
Это
,
когда
-
то
доминирующее
направление
использования
компьютерной
техники
,
способствовало
появлению
и
развитию
разнообразных
методов
численного
решения
сложных
математических
задач
,
языков
программирования
ориентированных
на
удобную
запись
вычислительных
алгоритмов
и
их
эффективное
выполнение
,
формированию
и
использованию
разнообразных
структур
используемых
программами
данных
.
Рассматривая
подходы
,
используемые
при
организации
и
проектировании
такого
рода
традиционных
(«
вычислительных
»)
систем
,
можно
обратить
внимание
на
следующие
их
особенности
:
•
ориентация
каждой
такой
системы
на
эффективное
решение
конкретной
частной
задачи
;
•
тесная
взаимосвязь
и
взаимозависимость
между
алгоритмом
и
организацией
,
используемых
при
его
выполнении
данных
;
•
первичность
алгоритма
решения
задачи
перед
формой
организации
используемых
программой
данных
(
входных
,
промежуточных
,
выходных
);
•
высокие
требования
к
квалификации
решающих
задачу
специалистов
в
области
программирования
.
Следствием
такого
подхода
является
то
,
что
форма
представления
данных
в
такого
рода
задачах
оказывается
фактически
подчиненной
требованиям
эффективного
выполнения
алгоритма
решения
конкретной
задачи
.
При
этом
,
появление
новых
аспектов
решаемой
задачи
,
как
правило
,
приводит
к
необходимости
модификации
алгоритма
ее
решения
,
изменения
кода
программы
и
,
следовательно
,
соответствующего
изменения
используемых
7
структур
данных
.
И
,
наоборот
,
изменения
по
тем
или
иным
причинам
структур
представления
данных
приводят
к
необходимости
внесения
значительных
изменений
в
алгоритмы
их
обработки
.
С
течением
времени
,
однако
оказалось
,
что
,
помимо
решения
чисто
вычислительных
задач
,
средства
компьютерной
техники
являются
чрезвычайно
удобным
и
эффективным
средством
для
хранения
и
обработки
больших
объемов
самой
разнообразной
информации
.
В
настоящее
время
решение
задач
,
связанных
с
хранением
данных
,
с
их
обработкой
,
с
управлением
данными
является
одной
из
важнейших
сфер
применения
компьютеров
и
современных
информационных
технологий
.
Именно
с
этим
направлением
связаны
такие
понятия
как
информационные
системы
(
ИС
),
автоматизированные
банки
(
АБД
)
и
базы
данных
(
БД
),
системы
управления
базами
данных
(
СУБД
)
и
т
.
д
.
При
этом
,
характер
работы
с
данными
,
способы
решения
задач
,
используемые
в
этой
области
информационных
технологий
,
требования
к
системам
,
обеспечивающим
решение
этих
задач
,
оказались
существенно
отличными
от
подходов
,
используемых
в
традиционных
задачах
расчетно
-
вычислительного
характера
.
Присущая
информационным
системам
с
базами
данных
специфика
определяется
следующими
факторами
.
•
Значительное
увеличение
объемов
данных
при
существенном
повышении
требований
к
надежности
,
достоверности
и
непротиворечивости
хранимых
данных
.
Данные
,
точнее
представляемая
ими
информация
,
сами
по
себе
становятся
все
более
и
более
дорогостоящими
компонентами
информационной
системы
(
более
дорогими
,
чем
работающие
с
этими
данными
программы
и
сама
компьютерная
техника
).
•
Повышение
требований
к
эффективности
режимов
обработки
больших
объемов
данных
(
поиск
,
сортировка
,
обновление
и
т
.
д
.).
•
Появление
необходимости
использования
одних
и
тех
же
данных
(
одной
и
той
же
информации
)
при
решении
различных
все
более
разнообразных
прикладных
задач
(
использование
одних
и
тех
же
информационных
массивов
принимает
все
более
многоаспектный
характер
).
•
Значительное
увеличение
числа
возможных
пользователей
информации
,
сопровождаемое
снижением
уровня
их
подготовки
в
области
информационных
технологий
.
Оказалось
,
что
требования
к
информационной
системе
,
порождаемые
этими
факторами
,
принципиально
не
могут
быть
выполнены
при
использовании
подходов
,
традиционных
для
решения
вычислительных
задач
.
Необходимость
решения
указанных
проблем
привела
к
разработке
концепции
информационных
систем
с
базами
данных
.
В
основу
этой
концепции
положены
два
принципа
:
8
•
во
-
первых
,
–
данные
должны
быть
независимы
от
программ
,
использующих
их
,
для
того
,
чтобы
можно
было
изменять
сами
данные
и
их
структуру
без
изменения
программ
;
•
во
-
вторых
, –
пользователям
должна
быть
предоставлена
возможность
запрашивать
и
отыскивать
информацию
без
необходимости
трудоемкого
написания
программ
на
традиционном
языке
программирования
,
требующего
от
них
определенной
квалификации
в
области
информационных
технологий
.
Видно
,
что
эти
положения
фактически
противоречат
подходу
,
используемому
при
решении
традиционных
вычислительных
задач
.
Они
и
определяют
специфические
особенности
информационных
систем
с
базами
данных
,
а
именно
,
информационные
системы
с
базами
данных
предназначены
для
обеспечения
многоаспектного
доступа
к
совокупности
взаимосвязанных
данных
,
для
интеграции
данных
и
централизованного
управления
ими
,
устранения
излишней
избыточности
данных
,
повышения
надежности
,
достоверности
и
непротиворечивости
хранимых
данных
,
реализации
эффективных
средств
и
режимов
обработки
данных
(
поиска
,
обновления
,
сортировки
и
т
.
д
.).
1.
Информация
и
данные
Термины
информация
и
данные
широко
используются
в
контексте
рассматриваемой
проблемы
.
И
во
многих
случаях
их
можно
рассматривать
как
синонимы
.
Однако
мы
в
большей
степени
будем
понимать
под
информацией
неформализованные
сведения
о
внешнем
мире
,
о
каком
-
либо
событии
,
сущности
,
процессе
и
т
.
п
.,
а
термин
данные
будем
использовать
для
определения
информации
представленной
в
определенной
форме
,
пригодной
для
последующей
обработки
,
хранения
и
передачи
,
в
нашем
случае
с
помощью
компьютерных
систем
.
Другими
словами
,
информация
становится
данными
,
когда
на
нее
накладывается
определенная
форма
ее
представления
и
фиксации
.
Соответственно
двум
этим
понятиям
–
информация
и
данные
,
в
системах
с
базами
данных
при
их
разработке
различают
два
аспекта
рассмотрения
вопросов
:
инфологический
и
датологический
.
Инфологический
аспект
имеется
в
виду
при
рассмотрении
вопросов
,
связанных
со
смысловым
содержанием
данных
,
с
их
семантикой
,
независимо
от
способа
их
представления
в
памяти
компьютерной
системы
.
На
этапе
инфологического
проектирования
информационной
системы
решаются
следующие
вопросы
:
•
о
каких
объектах
или
явлениях
требуется
накапливать
или
использовать
информацию
;
•
какие
их
основные
характеристики
и
взаимосвязи
должны
при
этом
учитываться
.
Таким
образом
,
на
этом
этапе
производится
выделение
и
описание
части
реального
мира
,
определяющей
информационные
потребности
системы
,
то
есть
определяется
предметная
область
(
ПО
)
проектируемой
базы
данных
.
Для
датологического
аспекта
характерно
рассмотрение
конкретной
формы
представления
данных
в
памяти
информационной
компьютерной
системы
.
В
этом
случае
уже
исходят
из
конкретных
возможностей
имеющихся
средств
восприятия
,
хранения
и
обработки
информации
в
системе
посредством
данных
.
При
этом
выбираются
модели
и
методы
представления
и
интерпретации
данных
,
формулируются
правила
,
обеспечивающие
их
смысловую
интерпретацию
,
т
.
е
.
учитывающие
семантическое
(
смысловое
)
содержание
данных
.
Если
говорить
о
средствах
представления
смыслового
содержания
данных
,
то
очевидно
,
что
наиболее
естественным
и
понятным
для
человека
средством
является
обычный
естественный
человеческий
язык
.
Ясно
,
однако
,
что
для
эффективной
организации
обработки
данных
в
компьютерной
системе
должны
использоваться
другие
,
специальные
формализованные
языковые
средства
,
10
которые
по
своему
уровню
и
выразительности
могут
лишь
в
большей
или
меньшей
степени
приближаться
к
естественным
языкам
.