Организация хранения формализованных данных

Для работы с формализованной информацией разработаны и используются системы управления базами данных. Это комплекс программ, обеспечивающих централизованное хранение, накопление, модификацию и выдачу данных. Они получили название баз данных – БД.

Процедура актуализации данных позволяет изменить значения записанных в БД данных или их дополнить.

Процедура извлечения данных необходима для пересылки данных из БД для их использования.

При актуализации и извлечения данных проводится поиск данных по заданным признакам и их сортировка, при которой меняется порядок их расположения.

Чтобы обеспечить возможность выбора данных из массива, требуется создавать массив с использование его модели.

Информационная (или концептуальная) модель предметной области – это ее описание без ориентировки на используемые в дальнейшем программные и технические средства. Для этого необходимо провести анализ информационных потоков для установления связи между элементами данных, их группировки в наборы входных, промежуточных и выходных элементов данных, исключения избыточных связей и данных. Получаемая в ходе анализа структура носит название канонической структуры БД и является одной из форм представления информационной модели предметной области.

Программно-аппаратный уровень процесса накопления данных

Логический уровень БД связан с ее физическим уровнем через программы создания канонической структуры БД, ее хранения и работы с ее записями (рис. 9).

Каноническая структура БД создается с помощью модели выбора хранимых данных. Описание БД создается моделями хранения, актуализации и извлечения данных. На их основе разрабатываются программы работы с БД, позволяющие создать ее и работать с информацией в ней, которые называют системами управления БД (СУБД). Кроме программ, непосредственно работающих с БД, СУБД содержит и средства работы с БД, позволяющие настроить ЭВМ для работы с пользователем (конфигурацию экрана, шрифт, цвет и т.д.), манипулировать с текстовыми и графическими объектами. Дополнительные, или сервисные, средства позволяют привлечь к работе с БД другие системы: редакторы текста, таблицы Excel или обратиться к сетевому серверу.

Р ис. 9. Обобщенная структура базы данных

Контрольные вопросы

1. Назначение и состав информационного фонда систем управления.

2. В чем состоит процесс формализации информации? Для чего он нужен?

3. Что понимают под единицей информации? Какой смысл вкладывается в это понятие?

4. Как может быть организовано хранение информации?

5. Назначение и структура системы управления базами данных?

4.2. Информационный процесс обработки данных

Процесс обработки данных направлен на решение с помощью ЭВМ вычислительных задач, отображающих зависимости той системы, в которой организуется управление. Для реализации этой цели должны существовать модели обработки данных, соответствующие алгоритмам управления и воплощенные в машинных программах.

Организация вычислительного процесса

Процесс обработки данных состоит из ряда связанных между собой процедур: организации вычислительного процесса, преобразования данных и отображения записи (рис. 10).

Содержание процедур процесса обработки данных составляет его концептуальный уровень, модели и методы, формализующие процедуры обработки данных в ЭВМ, образуют логический уровень, а средства аппаратной реализации процедур обработки аппаратный уровень процесса.

Процедура организации вычислительного процесса имеет разную функциональную сложность в зависимости от класса и количества решаемых задач, режимов обработки данных, топологии системы обработки данных. В наиболее полном объеме функции организации обработки данных реализуются при их обработке на больших универсальных ЭВМ, которые обладают большими ресурсами памяти и производительности и работают в многопользовательском режиме.

Р ис. 10. Схема организации вычислительного процесса

В зависимости от применяемой информационной технологии и решаемых задач различают три основных режима обработки данных: пакетный режим, режим разделения времени и режим реального времени.

При пакетном режиме обработки задания, оформленные в виде программ с конкретными исходными данными, накапливаются на дисковой памяти ЭВМ, образуя пакет заданий. Размещенные на диске задания образуют входную очередь, из которой они выбираются на основании установленных приоритетов либо в порядке их поступления. Такой режим максимально загружает ЭВМ, так как между заданиями нет перерывов, но отдельные задания могут простаивать в очереди, что затягивает процесс их решения.

Режим разделения во времени реализуется путем выделения каждому заданию определенного интервала времени для его решения. Если за выделенное время задание не решено, то его решение прерывается, достигнутые результаты запоминаются, и начинается решение следующего задания. Задание находится в оперативной памяти до его завершения. При большом объеме одновременно решаемых задач можно перемещать из оперативной памяти во внешнюю задания, квант решения которых (выделенное им для решения время) завершился, а при возвращении к продолжению их решения вновь загружать их в оперативную память. В этом режиме возможно организовать и диалоговые операции, обеспечивающие непосредственный контакт человека с вычислительной системой.

Режим реального времени организуется при обработке данных в информационных технологиях для управления физическими процессами. В них поступающие данные должны оперативно обрабатываться, чтобы завершить обработку до поступления следующей порции данных. Это требует обеспечения высокой скорости реакции вычислительной системы. Вычислительная система должна быть всегда готова для обработки данных, что связано с его простоями.

В ЭВМ используют однопрограммные, когда в ней одновременно обрабатывается одна задача, или мультипрограммный (многопрограммный) режимы, когда ЭВМ обрабатывает несколько задач одновременно. Режим реального времени – типично однопрограммный режим, а режим разделения во времени – многопрограммный. В зависимости от количества одновременно используемых для решения задачи ЭВМ, вычислительная среда, где решается задача, может быть одномашинной или многомашинной. В последнем случае задание выполняется на разных ЭВМ.

Поток заданий, поступающих для обработки, должен подвергаться контролю, диспетчированию, что означает организацию обслуживания очереди решаемых задач. Задания, поступившие на обработку, накапливаются во входной очереди заданий. Из нее они поступают на обработку в соответствии со своим приоритетом. Результаты выполнения заданий также накапливаются в выходной очереди, откуда они рассылаются либо в сети, либо на устройство отображения, либо на устройство накопления информации пользователя.