2.1.1. Основные понятия и определения

В науке одним из наиболее сложных для строгого опре­деления является понятие "информация". Согласно киберне­тическому подходу [15] "информация — первоначальное со­общение данных, сведений, осведомление и т. п. Кибернети­ка вывела понятие информации за пределы человеческой речи и других форм коммуникации между людьми, связала его с целенаправленными системами любой природы. Информация выступает в трех формах:

♦ биологической (биотоки; связи в генетических механиз­мах);

♦ машинной (сигналы в электрических цепях);

♦ социальной (движение знаний в общественных систе­мах)".

Иными словами, "информация — связь в любых целе­направленных системах, определяющая их целостность, ус­тойчивость, уровень функционирования" [49]. Содержание и особенности информации раскрываются указанием действий, в которых она участвует:

♦ хранение (на некотором носителе информации);

♦ преобразование (в соответствии с некоторым алгорит­мом)',

♦ передача (с помощью передатчика и приемника по не­которой линии связи).

В соответствии с этим же подходом "данные — факты и идеи, представленные в формализованном виде, позволяющем передавать или обрабатывать их при помощи некоторого про­цесса и соответствующих технических устройств" [15].

Толковый словарь по информатике [49, 53] определяет понятия "информация" и "данные" несколько иначе:

"информация — 1) совокупность знаний о фактических данных и связях между ними; 2) в вычислительной техни­ке — содержание, присваиваемое данным посредством согла­шений, распространяющихся на эти данные; данные, подле­жащие вводу в ЭВМ, хранимые в ее памяти, обрабатывае­мые на ЭВМ и выдаваемые пользователям";

"данные — информация, представленная в виде, пригод­ном для обработки автоматическими средствами при воз­можном участии человека".

Как легко заметить, приведенные определения вынуж­денно используют такие сложно определяемые понятия, как "факты", "идеи" и, особенно, "знания".

В дальнейшем под информацией будем понимать любые сведения о процессах и явлениях, которые в той или иной форме передаются между объектами материального мира (людьми; животными; растениями; автоматами и др.).

Если рассмотреть некоторый объект материального мира, информация о котором представляет интерес, и наблюдате­ля (в роли которого и выступают АИС), способного фиксиро­вать эту информацию в определенной, понятной другим фор­ме, то говорят, что в памяти ("сознании") наблюдателя на­ходятся данные, описывающие состояние объекта. Таким об­разом, данными будем называть формализованную инфор­мацию, пригодную для последующей обработки, хранения, и передачи средствами автоматизации профессиональной де­ятельности.

Информацию в ЭВМ можно хранить в виде различных данных (числовых; текстовых; визуальных и т. п.). Более того, для описания одной и той же информации можно предло­жить различные варианты их состава и структуры. Иными словами, правомерно говорить о моделировании в АИС ин­формации о некотором множестве объектов материального мира совокупностью взаимосвязанных данных.

Информационное обеспечение (information support) АИС — совокупность единой системы классификации и кодирования информации; унифицированных систем документации и ис­пользуемых массивов информации [53, 54]. В дальнейшем нас будет интересовать именно последний аспект данного опре­деления.

В этой связи в качестве главных задач создания инфор­мационного обеспечения АИС можно выделить:

♦ во-первых, определение состава и структуры дан­ных, достаточно "хорошо" описывающих требуемую информацию;

♦ во-вторых, обоснование способов хранения и перера­ботки данных с использованием ЭВМ.

Процесс создания информационного обеспечения вклю­чает несколько этапов, рассмотрению которых посвящен п. 2.1.2. В данном пункте остановимся на понятиях и опреде­лениях, связанных с технологией банков данных.

Прежде чем определить понятие "банк данных", необ­ходимо остановиться на другом ключевом понятии — "пред­метная область".

Под предметной областью будем понимать информацию об объектах, процессах и явлениях окружающего мира, ко­торая, с точки зрения, потенциальных пользователей, дол­жна храниться и обрабатываться в информационной сис­теме. В этом определении особое внимание следует уделить важности роли потенциальных потребителей информацион­ных ресурсов АИС. Именно этот аспект обусловливает и струк­туру, и основные задачи, и вообще целесообразность созда­ния того или иного банка.

Банк данных (БнД) — информационная система, вклю­чающая в свой состав комплекс специальных методов и средств для поддержания динамической информационной модели с целью обеспечения информационных потребностей пользователей [15, 39]. Очевидно, что БнД может рассматри­ваться как специальная обеспечивающая подсистема в соста­ве старшей по иерархии АИС.

Поддержание динамической модели ПО предусматривает не только хранение информации о ней и своевременное вне­сение изменений в соответствии с реальным состоянием объек­тов, но и обеспечение возможности учета изменений состава этих объектов (в том числе появление новых) и связей между ними (т. е. изменений самой структуры хранимой информа­ции).

Обеспечение информационных потребностей (запросов) пользователей имеет два аспекта [45]:

♦ определение границ конкретной ПО и разработка опи­сания соответствующей информационной модели;

♦ разработка БнД, ориентированного на эффективное обслуживание запросов различных категорий пользо­вателей.

С точки зрения целевой направленности профессиональ­ной деятельности принято выделять пять основных катего­рий пользователей [45]:

♦ аналитики;

♦ системные программисты;

♦ прикладные программисты;

♦ администраторы;

♦ конечные пользователи.

Кроме того, различают пользователей постоянных и ра­зовых; пользователей -людей и пользователей-задач; пользо­вателей с различным уровнем компетентности (приорите­том) и др., причем каждый класс пользователей предъявляет собственные специфические требования к своему обслужива­нию (прежде всего — с точки зрения организации диалога "зап­рос—ответ"). Так, например, постоянные пользователи, как правило, обращаются в БнД с фиксированными по форме (ти­повыми) запросами; пользователи-задачи должны иметь воз­можность получать информацию из БнД в согласованной фор­ме в указанные области памяти; пользователи с низким при­оритетом могут получать ограниченную часть информации и т. д. Наличие столь разнообразного состава потребителей ин­формации потребовало включения в БнД специального эле­мента — словаря данных, о чем будет сказано ниже.

Уровень сложности и важности задач информационного обеспечения АИС в рамках рассматриваемой технологии оп­ределяет ряд основных требований к БнД [53]:

♦ адекватность информации состоянию предметной об­ласти;

♦ быстродействие и производительность',

♦ простота и удобство использования;

♦ массовость использования;

♦ защита информации;

♦ возможность расширения круга решаемых задач.

(Отметим, что все названные требования можно предъя­вить и к любому финансовому банку.)

По сравнению с традиционным обеспечением монополь­ными файлами каждого приложения централизованное уп­равление данными в БнД имеет ряд важных преимуществ:

♦ сокращение избыточности хранимых данных;

♦ устранение противоречивости хранимых данных;

♦ многоаспектное использование данных (при однократ­ном вводе);

♦ комплексная оптимизация (с точки зрения удовлетво­рения разнообразных, в том числе и противоречивых, требований "в целом");

♦ обеспечение возможности стандартизации;

♦ обеспечение возможности санкционированного доступа к данным и др.

Все названные преимущества по существу связаны с такими основополагающими принципами концепции БнД, как интеграция данных, централизация управления ими и обес­печение независимости прикладных программ обработки дан­ных и самих данных.

Структура типового БнД, удовлетворяющего предъяв­ляемым требованиям, приведена на рис. 2.1.1, где представ­лены:

♦ ВС — вычислительная система, включающая техни­ческие средства (ТС) и общее программное обеспече­ние (ОЯО);

♦ БД — базы данных;

♦ СУБД — система управления БД;

♦ АБД — администратор баз данных, а также обслужи­вающий персонал и словарь данных.

Подробнее остановимся на составляющих БнД, представ­ляющих наибольший интерес. БД — совокупность специаль­ным образом организованных (структурированных) данных и связей между ними. Иными словами, БД — это так называ­емое датологическое (от англ. data — данные) представление информации о предметной области. Если в состав БнД вхо­дит одна БД, банк принято называть локальным; если БД несколько — интегрированным.

СУБД — специальный комплекс программ и языков, по­средством которого организуется централизованное управ­ление базами данных и обеспечивается доступ к ним.

В состав любой СУБД входят языки двух типов:

♦ язык описания данных (с его помощью описываются типы данных, их структура и связи);

♦ язык манипулирования данными (его часто называют язык запросов к БД), предназначенный для организа­ции работы с данными в интересах всех типов пользо­вателей.

Рис. 2.1.1. Основные компоненты БнД

Словарь данных предназначен для хранения единообраз­ной и централизованной информации обо всех ресурсах дан­ных конкретного банка:

♦ об объектах, их свойствах и отношениях для данной ПО;

♦ о данных, хранимых в БД (наименование; смысловое описание; структура; связи и т. п.);

♦ о возможных значениях и форматах представления данных;

♦ об источниках возникновения данных;

♦ о кодах защиты и разграничении доступа пользова­телей к данным и т. п.

Администратор баз данных — это лицо (группа лиц), реализующее управление БД. В этой связи сам БнД можно рассматривать как автоматизированную систему управле­ния базами данных. Функции АБД являются долгосрочными; он координирует все виды работ на этапах создания и приме­нения БнД. На стадии проектирования АБД выступает как идеолог и главный конструктор системы; на стадии эксплуа­тации он отвечает за нормальное функционирование БнД, управляет режимом его работы и обеспечивает безопасность данных (последнее особенно важно при современном уровне развития средств коммуникации — см. подразд. 1.5).

Основные функции АБД [15, 54]:

♦ решать вопросы организации данных об объектах ПО и установления связей между этими данными с целью объединения информации о различных объектах; со­гласовывать представления пользователей;

♦ координировать все действия по проектированию, ре­ализации и ведению БД; учитывать текущие и перс­пективные требования пользователей; следить, чтобы БД удовлетворяли актуальным потребностям;

♦ решать вопросы, связанные с расширением БД в связи с изменением границ ПО;

♦ разрабатывать и реализовывать меры по обеспечению защиты данных от некомпетентного их использования, от сбоев технических средств, по обеспечению секрет­ности определенной части данных и разграничению доступа к ним;

♦ выполнять работы по ведению словаря данных; конт­ролировать избыточность и противоречивость данных, их достоверность;

♦ следить за тем, чтобы БнД отвечал заданным требова­ниям по производительности, т. е. чтобы обработка зап­росов выполнялась за приемлемое время;

♦ выполнять при необходимости изменения методов хра­нения данных, путей доступа к ним, связей между дан­ными, их форматов; определять степень влияния из­менений в данных на всю БД;

♦ координировать вопросы технического обеспечения си­стемы аппаратными средствами, исходя из требований, предъявляемых БД к оборудованию;

♦ координировать работы системных программистов, раз­рабатывающих дополнительное программное обеспече­ние для улучшения эксплуатационных характеристик системы;

♦ координировать работы прикладных программистов, разрабатывающих новые прикладные программы, и вы­полнять их проверку и включение в состав ПО систе­мы и т. п.

На рис. 2.1.2 представлен типовой состав группы АБД, отражающий основные направления деятельности специали­стов.

Рис. 2.1.2. Типовой состав группы АБД