Організація баз даних та знань (стр. 2 из 26)

Зміна напрямів бізнесу організації призводить до питання перегляду відносин до ІС в організації, тобто до питання - переробити або почати спочатку. Почати спочатку завжди вигідніше. Можна застосовувати вже добре відпрацьовані в інформатиці методики проектування "донизу" або "знизу-догори". Однак рано або пізно знову підніматимиться питання про відповідність вимогам сьогоднішнього дня.

Розроблювачі ІС фактично завжди користуються методикою "зсередини" (midlle of design): є деяка створена основа і навколо неї варто розвиватися у різних напрямах, не сильно нехтуючи сформованими традиціями. Таким чином, постулюється ітераційний підхід у розробці й створенні ІС, що визначається життєвою необхідністю.

Основна особливість реалізації концепції розробки ІС, орієнтованої на інтегровані процеси, - це наявність або відсутність складального конвеєра, оскільки необхідно збирати докупи багато технологічних процесів обробки інформації. При об'єднанні технологічних процесів обробки інформації збільшується швидкість проходження інформації у системі, прийняття рішень на основі інформаційних потоків стає частиною процесу обробки інформації, зменшується ієрархія управлінських структур.

Для того, щоб ІС жила довго і її експлуатація приносила відчутну вигоду, необхідно ретельно проектувати і її архітектуру, і її складові компоненти, зокрема БД, про які піде мова нижче.

1.1.4 Основні підходи до обробки інформації в автоматизованих ІС

Одним із головних питань розробки програмного забезпечення ІС є питання про співвідношення програм і даних, тому що вирішення цього питання, в остаточному підсумку, визначає вибір алгоритмів обробки інформації, апаратних засобів і технологічної платформи. Фундаментальним принципом у вирішенні питання про співвідношення програм і даних є концепція незалежності прикладних програм від даних, і неважливо, яка обробка даних передбачається: централізована або розподілена. Суть цієї концепції полягає не стільки у відділенні програм від даних, скільки у розгляді їх як самостійних взаємодіючих об'єктів.

Однією з останніх модифікацій цього принципу є концепція незалежності прикладних програм від даних разом із процедурами їхньої обробки (об’єктно-орієнтований підхід у програмуванні), що дозволяє вирішити ряд питань обробки даних, пов'язаних з інтерпретацією семантичного змісту даних.

Формування концепції БД (БД) і створення на її основі методу баз даних для вирішення завдань обробки інформації відбулося у 1962 році. До середини 60-х років минулого століття основною концепцією побудови програмного забезпечення була концепція файлової системи й так званий позадачний метод. Наприкінці 80-х років минулого століття була запропонована концепція об’єктно-орієнтованих баз даних й об’єктноорієнтований підхід розроблення програм на основі обробки подій. На рис. 1.3 наведені основні риси для кожної з зазначених вище концепцій. На рис. 1.4 проведене зіставлення основних методів обробки даних.

Основний зміст позадачного методу зводиться до декомпозиції програми зі своїми окремими блоками даних та алгоритмами; методу баз даних – до наявних окремих описів логічної структури даних та єдиної точки зору щодо процедури обробки даних; об'єктноорієнтованого методу, який полягає в тому, що програми розглядаються як сукупність об'єктів, між якими відбувається обмін інформацією.

Об'єкту притаманні такі властивості:

інкапсуляція – об'єкти наділяються структурою й мають певне поводження (набором операцій). Операції над об'єктами становлять його методи. Структура об'єкта схована від користувача, що маніпулює об'єктом через його операції. Об'єкт розглядається як абстракція реального світу. Для того, щоб об'єкт виконав деяку дію, йому потрібно послати повідомлення. Об'єкт взаємодіє з іншими об'єктами через події.

Рисунок 1.3 – Основні концепції обробки інформації

Рисунок 1.4 – Основні проблеми методів обробки інформації

· спадкування – являє собою механізм, що дозволяє робити одні об'єкти з інших, при цьому властивості батьківського об'єкта зберігаються у нащадка;

· поліморфізм – різні об'єкти можуть одержувати однакові повідомлення, але реагувати на них по-різному, відповідно до реалізації своїх однойменних методів.

1.1.5 Концепція баз даних

Базу даних у загальному випадку можна визначити як уніфіковану сукупність збережених і відтворених даних, що використовуються у рамках організації (Engles R.A., 1972 р.). Однак поняття БД не ґрунтується в цей час на єдиній концепції, скоріше це ціле сімейство пов'язаних між собою понять з ПО, програмного й апаратного забезпечення, аналізу й моделювання даних і додатків. Існує кілька визначень БД.

База даних (за Дж. Мартіном) є сукупність взаємозалежних даних, які спільно використовуються декількома додатками й зберігаються з мінімальною регульованою надлишковістю. Дані запам'ятовуються таким чином, щоб вони, у міру можливості, не залежали від програм. Для обробки даних застосовується загальний керуючий метод доступу. Якщо БД не перетинаються за структурою, то говорять про систему баз даних.

База даних (відповідно до матеріалів комітету КОДАСІЛ) складається зі всіх екземплярів записів, екземплярів наборів записів й областей, які контролюються конкретною схемою. Під схемою можна розуміти карту всієї логічної структури БД.

Для розроблювача ІС істотним моментом при використанні концепції баз даних (БД) є та обставина, що дані стають певним чином організовані, здобувають якусь упорядкованість і внутрішню структуру, а також те, що є деякий набір уніфікованих операцій обробки даних і декларативних засобів подання даних. До таких операцій варто віднести операції "Вставити" (Insert), "Додати" (Add), "Видалити" (Delete) і ряд інших. До декларативних засобів подання даних варто віднести мови визначення даних. Тобто використання даної концепції при створенні ІС припускає наявність мови визначення даних і мови маніпулювання даними, а також правил побудови інтерфейсів програм (додатків)із БД і користувачем.

Такий розподіл засобів маніпулювання даними і їхнього подання є деякою мірою умовним. Мова визначення даних служить для опису логічної структури (схеми) БД, а в деяких випадках і способів зберігання й доступу до даних. Мова маніпулювання даними надає алгоритмічні засоби побудови додатків для обробки елементів даних, які зберігаються у БД.

1.1.6 Системи керування базами даних

У випадку застосування концепції БД для створення ІС природно виникає запитання а хто або що повинен все це підтримувати? Таким чином, постає питання про систему керування базою даних (СКБД). СКБД є складними програмними системами, що працюють на різних операційних платформах. Саме СКБД повинна надати засоби визначення й маніпулювання даними, зробивши дані незалежними від прикладних програм, що їх використовують.

До основних функцій СКБД необхідно віднести:

· забезпечення мовних засобів опису та маніпуляції даними;

· забезпечення підтримки логічної моделі даних;

· забезпечення взаємодії логічної та фізичної структур даних;

· забезпечення захисту та цілісності даних; · забезпечення підтримки БД в актуальному стані.

Системою керування базами даних (Data-base Management System) називається сукупність програмних засобів, необхідних для використання БД і подання розробникам і користувачам безліч різних подань даних.

1.1.7 Поняття про моделі даних

Подання інформації за допомогою даних вимагає уніфікованого підходу до поняття даних як незалежного об'єкта моделювання. Тому для розробника ІС вибір відповідної моделі даних є однією з найважливіших проблем. Вибір моделі даних спричиняє вибір засобів аналізу ПО, як області реального світу, що підлягає вивченню й обробці. Модель даних обмежує можливість вибору СКБД, тому що звичайно окремо взята модель підтримує певну модель даних. Таким чином, поняття моделі даних є одним із фундаментальних понять інформатики, від якого багато в чому залежать механізми реалізації ІС як програмноапаратного комплексу.

Модель даних (Data Model) є логічна структура даних, що представляє притаманні цим даним властивості, незалежні від апаратного й програмного забезпечення й не пов'язані з функціонуванням комп'ютера.

Можна розглянути кілька аспектів моделювання в обробці даних:

· інформаційне моделювання;

· концептуальне моделювання (моделювання семантики ПО); · логічне моделювання даних; · фізичне моделювання:

· створення моделей доступу до даних;

· оптимізація фізичної організації даних в апаратному середовищі.

На рис. 1.5 ілюструється загальний зміст поняття моделі даних на теперішній час.

Рисунок 1.5 – Подання про інформаційну модель даних

Основні типи моделей й їхня еквівалентність

Наявність у СКБД певної структури даних призводить до поняття баз структурованих даних, тобто дані в таких БД повинні бути представлені як сукупність взаємозалежних елементів. Варто мати на увазі, що для кожного типу БД використовуються відповідні моделі даних.