Виды автоматизированных информационных систем.

Основу базы данных САПР составляет информация, которая представляет собой числовые и буквенные справочные данные о материалах, ценах, комплектующих изделиях, о спроектированных в САПР объектах и т. п. Сюда же относятся данные, необходимые для выполнения расчетов: коэффициенты, таблицы, аппроксимированные графические зависимости и т. д.

В настоящее время различают два вида автоматизированных информационных систем САПР — банки данных и информационно-поисковые системы (ИПС). Эти системы различаются видом хранимой и обрабатываемой информации и информационным языком, с помощью которого осуществляется описание данных и манипуляции с ними. Эти различия накладывают определенные ограничения на организацию информации в системе (структуры данных, форматы, связи, доступ и т. д.) и на программную реализацию.

Функционирование информационной системы обеспечивается программно-техническими средствами (машинная организация) и средствами внемашинной организации.

Программно-технические средства информационных систем — это, как правило, специальные ППП, которые обеспечивают накопление (ввод, изменения, модификацию), хранение и поиск информации.

К средствам внемашинной организации данных в информационных системах относятся:

1. система классификации и кодирования информации;

2. система ведения информационных массивов (входные формы и таблицы, оперативные документы на изменение информации и т. д.);

3. методические инструментальные материалы для "системного персонала (службы администрации).

Проектирование, организацию функционирования и развитие информационной системы обеспечивает системный персонал.

В информационно-поисковых системах САПР хранится и обрабатывается, как правило, документальная информация. Информационный язык в ИПС — это ограниченный (нормированный) естественный язык, с помощью которого описывают содержание документальных источников информации (статей, книг, стандартов и т. д.) в виде набора понятий, отражающих основное содержание документов.

Наиболее высокой формой организации информационного обеспечения больших САПР являются банки данных. Они представляют собой проблемно-ориентированные информационно-справочные системы, которые обеспечивают ввод необходимой информации, автономное от конкретных задачведениеи сохранение информационных массивов, и выдачу необходимой информации по запросу пользователя или программы.

Базы данных САПР – это структурированная совокупность связанных данных конкретной предметной области разнообразного назначения в котором отражается состояние объекта, их свойства и взаимоотношения.

Данные несут информацию об объектах, которые могут материальными (схема, плата) и не материальными (методы оптимизации). Каждый объект характеризуется атрибутами. Сведения, содержащиеся в каждом атрибуте, называются значениями данных. Каждый объект характеризуется рядом основных атрибутов, среди которых выделяют ключевые атрибуты, по которым можно определить другие атрибуты. Например, если известен заводской № продукции, то можно определить ее характеристики.

Объединение связанных атрибутов называется записью данных.

Упорядоченная совокупность записей данных называется файлом данных или набором данных.

БД – совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в условиях САПР. Эта совокупность специально организуется и обрабатывается с целью создания массивов данных, их обновления и получения допуска к данным.

· ФД имеет несколько назначений, но соответствует одному представлению хранимых данных.

· БД также имеет несколько назначений, но соответствует нескольким представлениям о хранимых данных.

1. Целостность данных, их непротиворечивость и достоверность.

2. Время выборки программ и данных должно быть согласовано со временем их использования одними и теми же прикладными программами САПР.

3. Управляемость, т.е. наличие в БД всех необходимых данных и возможность доступа к ним в процессе решения проектной задачи.

4. Открытость БД для внесения в нее новой информации.

5. Наличие ЯВУ для взаимодействия пользователя с БД.

6. Секретность – невозможность несанкционированного доступа к информации и ее изменений.

7. Оптимизация БД – минимизация избыточных данных.

Одним из принципов построения САПР является ее информационная согласованность частей программного обеспечения, т.е. пригодность результатов одной проектной процедуры для выполнения другой, без трудоемкого преобразования. Отсюда следует условие информационной согласованности:

1. Использование для программ одной и той же подсистемы САПР единой БД.

2. Использование единого внутреннего языка для представления данных.

Единство информационного обеспечения достигается либо применением единой БД, либо нескольких БД которые сопрягаются между собой с помощью специальных программ, предназначенных для перекодировки информации. Части программного обеспечения и методы осуществления управления БД составляют СУБД. СУБД допускает множество различных представлений хранимых данных и позволяет различным прикладным программам работать с БД без знания конкретного способа размещения данных в памяти ЭВМ.

В СУБД описание структуры информации принято называть схемой. В зависимости от уровня представления информации различают следующие типы схем:

· концептуальный (общее представление об информационной базе предметной области);

· внешний (представление нн4юрмации со стороны пользователей или задач; при большом числе задач их представления могут пересекаться); внешних схем бывает несколько;

· внутренний (представление информации в базе данных, т. е. на физических носителях — магнитных дисках).

Среди всех перечисленных уровней представления информации концептуальный уровень занимает особое место. Он связывает внешний уровень с внутренним и обеспечивает их относительную независимость, т. е. возможность изменения внешней схемы при неизменной внутренней и наоборот. Роль концептуального уровня состоит, прежде всего, в том, что на нем отображается та часть общей информационной базы, которая должна быть представлена в виде базы данных. Концептуальный уровень обеспечивает независимость СУБД от конкретного вида ЭВМ. Формализованное описание информационной базы на концептуальном уровне, как правило, осуществляется в терминах конкретной СУБД.

· определение баз данных (т. е. описание концептуального, внешнего и внутреннего уровней схем);

· организацию хранения данных (изменение, дополнение, реорганизация данных);

· представление доступа к данным (поиск и выдача данных).

Дополнительные функции (диалог, многопользовательский режим и т. д.) могут быть реализованы в виде пакетов программ окружения СУБД.

Для определения данных и доступа к ним в СУБД имеются языковые средства (специальные языки). Так, определение данных (описание концептуальной, внутренней и внешней структур) обеспечивается с помощью языка определения данных. Функции доступа к данным реализуются с помощью языка манипулирования данными и языка запросов.

1. Между логическими структурами данных, в программах и БД.

2. Между логической и физической структурами БД.

1. Программа запрашивает возможность чтения данных у СУБД. Передает необходимую информацию о пользователе и типе записи.

2. Программа осуществляет поиск описания данных, на которые выдан запрос.

3. Определяет, какого типа (физического или логического) записи необходимы.

4. Выдает ОС запрос на чтение требуемой записи.

6. ОС записывает запрашиваемые данные в системные буферы памяти.

7. ОС выделяет требуемую логическую запись, выполняя необходимые преобразования.

8. ОС передает данные из системных буферов программы пользователя, а затем программе пользователя информацию о результатах выполнения запроса.

9. Прикладная программа обрабатывает полученные данные.

- Это процесс разработки структуры БД на основе требований пользователя. Результатом разработки является структура БД из физических и логических компонентов и руководства от прикладных программистов.

Логическое – определяется логическая структура БД. Составляется функциональное описание программных модулей. Формируется набор запросов.

Физическое – выбирается физическая структура БД, выполняется отладка программных модулей.

Языки описания данных (ЯОД) – определяют различные типы записей, их имена, форматы.

Языки манипулирования данными (ЯМД) – позволяют манипулировать данными без знания несущественных для программиста подробностей.

Различают три уровня абстракции для описания данных:

Концептуальный (с позиции администратора) – описывает объекты, атрибуты и значения данных.

Реализации (с позиции программиста и пользователя) – оперирует записями, элементами данных и связями между данными.

Физический (с позиции системного программиста) – оперирует блоками, указателями, данными переполнения, группировками данных.

Процесс проектирования БД начинают с построения концептуальной модели, которая состоит из описания объектов и их взаимосвязей, без указания способа физического хранения. Концептуальная модель является моделью предметной области. Версия концептуальной модели, обеспечиваемая СУБД называется логической моделью. Под множеством логических моделей, которое выделяется для пользователя, называют внешними моделями. Логическая модель отображается в физическую, которая описывает размещение данных и методы доступа. Физическая модель называется внутренней.

При проектировании БД используют словарь данных, который и предназначен для хранения сведений об объектах, атрибутах, значениях данных, взаимосвязей между ними, их источниках, форматах представления. Словарь данных может быть выполнен в виде части пакета программы СУБД или отдельного пакета в дополнении к СУБД.

Существуют три основные модели данных. Основное отличие состоит в описании взаимодействия между объектами и атрибутами.

Реляционная модель данных. В этой модели объекты и связи между ними представлены в виде таблиц, а операции взаимодействия между данными осуществляются по правилам реляционной алгебры.

· Возможность использования БД без знания методов и способов ее построения (физической структуры памяти).

· независимость данных, гибкость, использование не процедурных запросов.

Иерархическая модель данных основана на понятиях «дерева», состоящих из вершин и ребер. Вершина дерева – это совокупность атрибутов данных, характеризующих некоторый объект. Первую вершину в дереве называют корневой. Связи между объектами изображаются ребрами. Дерево состоит из n-го количества уровней.

Иерархия начинается с корневой вершины, на уровнях с большим номером находятся зависимые вершины. Вершины предыдущего уровня являются начальными для новых зависимых вершин. Доступ к каждой вершине осуществляется через корневую по единственному пути. Существует произвольное количество вершин каждого уровня. Иерархическая модель данных, состоящая из нескольких деревьев, называется лесом. Каждая корневая вершина образует начало записи логической БД.

· Обеспечение определенного уровня независимости данных;

· Наличие существующих систем управления БД;

· Простота оценки операционных характеристик.

· Отношение многих ко многим реализуется очень сложно;

· Дает громоздкую структуру и требует хранение избыточных данных;

· Сложно выполняются операции удаления и отключения;

· Доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.

Сетевая модель данных – элементарные данные и отношения между ними представлены в виде ориентированной сети. Вершиной являются данные. Дуги – отношениями.

База данных, описываемая сетевой моделью состоит из нескольких областей. Область содержит записи. Одна запись состоит из нескольких полей. Набор из записей может размещаться в одной или нескольких областях.

Отличие сетевой модели от иерархической состоит в том, что в сетевой модели каждая запись может быть в любом числе наборов, и может находится как на верхнем, так и на нижнем иерархическом уровне, поэтому любая запись может быть задана как точка входа.

Объединяют записи, у которых нет корневой вершины, но которые могут иметь ее в последствии.

· Наличие существующих систем управления БД;

· Простота реализации отношений (многие ко многим).

· При реализации БД возможна потеря независимости данных.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: