Введение. Понятие информации и информационной системы. Требования к организации данных

Веками человечество накапливало знания, навыки работы, сведения об окружающем мире, другими словами - собирало информацию. Вначале информация передавалась из поколения в поколение в виде преданий и устных рассказов. Возникновение и развитие книжного дела позволило передавать и хранить информацию в более надежном письменном виде. Открытия в области электричества привели к появлению телеграфа, телефона, радио, телевидения - средств, позволяющих оперативно передавать и накапливать информацию. Развитие прогресса обусловило резкий рост информации, в связи, с чем вопрос о ее сохранении и переработке становился год от года острее. С появлением вычислительной техники значительно упростились способы хранения, а главное, обработки информации. Развитие вычислительной техники на базе микропроцессоров приводит к совершенствованию компьютеров и программного обеспечения. Появляются программы, способные обработать большие потоки информации. С помощью таких программ создаются информационные системы. Целью любой информационной системы является обработка данных об объектах и явлениях реального мира и предоставление человеку нужной информации о них. Если мы рассмотрим совокупность некоторых объектов, то сможем выделить объекты, обладающие одинаковыми свойствами. Такие объекты выделяют в отдельные классы. Внутри выделенного класса объекты можно упорядочивать как по общим правилам классифицирования, например по алфавиту, так и по некоторым конкретным общим признакам, например по цвету или материалу. Группировка объектов по определенным признакам значительно облегчает поиск и отбор информации.

Информационные системы (ИС) можно условно разделить на фактографические и документальные.

В фактографических ИС регистрируются факты - конкретные значения данных (атрибутов) об объектах реального мира. Основная идея таких систем заключается в том, что все сведения об объектах (фамилии людей и названия предметов, числа, даты) сообщаются компьютеру в каком-то заранее обусловленном формате (например дата - в виде комбинации ДД.ММ.ГГГГ). Информация, с которой работает фактографическая ИС, имеет четкую структуру, позволяющую машине отличать одно данное от другого, например фамилию от должности человека, дату рождения от роста и т.п. Поэтому фактографическая система способна давать однозначные ответы на поставленные вопросы.

Документальные ИС обслуживают принципиально иной класс задач, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный вопрос. Базу данных таких систем образует совокупность неструктурированных текстовых документов (статьи, книги, рефераты и т.д.) и графических объектов, снабженная тем или иным формализованным аппаратом поиска. Цель системы, как правило, - выдать в ответ на запрос пользователя список документов или объектов, в какой-то мере удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям.

Указанная классификация ИС в известной мере устарела, так как современные фактографические системы часто работают с неструктурированными блоками информации (текстами, графикой, звуком, видео), снабженными структурированными описателями. Чтобы пояснить, как фактографическая система может превратиться в документальную (и наоборот), рассмотрим условный пример.

Пусть объектом обработки фактографической ИС является некий список ученых-экономистов, причем для каждого ученого имеются следующие данные:

Имя;

Дата рождения в формате ДД.ММ.ГГГГ;

Национальность (русский или иностранец);

Биография (произвольный текст);

Названия трудов ученого.

Требования к организации данных информационных систем:

Интеграция данных -- когда все данные хранятся централизованно, создавая динамически обновляемую модель.

Максимальная независимость прикладных программ от данных или обеспечение физической и логической независимости данных.

Выполнение этих требований привело к созданию единого для всех задач блока данных -- базы данных и разработки одной управляющей программы для манипулирования данными на физическом уровне -- СУБД.

Именно СУБД обеспечивает независимость данных, изменение физической организации воспринимается СУБД и не влияет на прикладную программу. С другой стороны, изменение логики программы не требует реорганизации и изменения механизма доступа к физическим данным. Введение СУБД разделяет логическую структуру данных от физической структуры данных. Отличительной чертой современных БД следует считать совместное хранение данных с их описанием. Современный подход требует, чтобы в программе были заданы лишь имена и форматы обрабатываемых данных. Поставляя данные в программу, СУБД их предварительно обрабатывает, в связи с чем изменение организации данных не отражается на прикладных программах, в этом случае меняются только процедуры СУБД. Описание БД называют метаданными.

Располагая структурированными описателями (имя, дата, пол), система может выдать строгие ответы на вопросы: а) о любом ученом персонально; б) о распределении ученых по дате рождения и полу (в любых сочетаниях). Заметим, что те же данные в той или иной форме дублируются в биографии, например: "Уильям Стаффорд родился в 1554 году в семье…", "Иван Тихонович Посошков жил с 1652 по 1726 год…" и т.д. Однако, если удалить из списка структурированные описатели, система превратится в документальную и, если не принять мер, утратит способность находить и классифицировать ученых. В отличие от нас, компьютер не знает, что Стаффорд - иностранец, а Посошков - русский, что "родиться" и "жить с… по…" - синонимы и т.д.

В данной работе рассматриваются фактографические ИС, которые используются буквально во всех сферах человеческой деятельности, а практика работы с ними будет рассмотрена на примере современной системы управления базами данных (СУБД) Microsoft Access.