Информационные системы в экономике

Введение

За последние тридцать лет теория баз данных стала одним из основных разделов информатики, оказывающим сильное воздействие на развитие архитектуры вычислительных систем, современную информационную технологию и методологию проектирования автоматизированных информационных систем, особенно банков данных. В последние годы в теории баз данных сложилось новое направление научных исследований, получившее название семантического, или концептуального, моделирования в базах данных. [5] Его основная цель - интеллектуализация банков данных и организация интерфейса конечного пользователя с информационной системой на уровне представлений о предметной области, а не на уровне структур данных.
Автоматизированные информационно-справочные системы в настоящее время получили весьма широкое распространение, что связано, прежде всего, со сравнительной простотой их создания и исключительно высоким эффектом от внедрения. Методологической основой информационных технологий, реализуемых в АИСС, являются концепции централизованной (в рамках разработки баз и банков данных) и распределенной (в рамках создания информационных сетей) обработки информации. [1] В качестве главных задач создания информационного обеспечения (т.е. совокупности единой системы классификации и кодирования информации; унифицированных систем документации и используемых массивов информации) АИС можно выделить:
 во-первых, определение состава и структуры данных, достаточно хорошо описывающих требуемую информацию;
 во-вторых, обоснование способов хранения и переработки данных и использованием ЭВМ.
Основным компонентом многопользовательских информационных технологий является банк данных. Это информационная система коллективного пользования, обеспечивающая централизованное хранение данных, их обновление и выдачу по запросам пользователей.
Банк данных представляют собой автоматизированную систему, представляющую совокупность информационных, программных, технических средств, персонала, обеспечивающих хранение, накопление, обновление, поиск и выдачу данных. Главными составляющими банка данных являются база данных и программный продукт, называемый системой управления базой данных.
Банки данных хранят сведения из самых разных областей человеческой деятельности: библиотечное и банковское дело, образование и медицина, управление предприятием и государством, право, экология и т. д.
Уровень сложности и важности задач информационного обеспечения АИС определяет ряд основных требований к банкам данных:
 адекватность информации состоянию предметной области;
 быстродействие и производительность;
 простота и удобство использования;
 массовость использования;
 защита информации;
 возможность расширения круга решаемых задач.


Концептуальная организация банков данных и знаний

Для решения сложных, трудно формализуемых научных, производственных и экономических задач и тиражирования профессионального опыта применяются системы, основанные на знаниях. Их основной частью являются банк знаний.
Банк знаний можно представить как семантическую модель, предназначенную для представления в компьютере знаний, накопленных человеком в определенной предметной области. В экспертных системах, основанных на правилах продукции (если описание ситуации, то описание действия), банк знаний состоит из базы правил и базы данных, содержащей известные факты, касающиеся предметной области.
Организация внутримашинного информационного обеспечения должна решать целый ряд проблем и обеспечивать:
 полноту хранимой информации для выполнения всех функций управления и решения экономических задач;
 целостность хранимой информации, т.е. непротиворечивость данных при вводе информации в компьютер;
 своевременность и одновременность обновления данных во все копиях данных;
 гибкость системы, т.е. ее адаптируемость к изменяющимся информационным потребностям;
 реализуемость системы, обеспечивающая требуемую степень сложности структуры информационного обеспечения;
 релевантность информационного обеспечение, под которой подразумевается способность системы осуществлять поиск и выдавать информацию, точно соответствующую запросам пользователей;
 удобство языкового интерфейса, позволяющее быстро формулировать запрос к данным;
 разграничение прав доступа, т.е. определение для каждого пользователя доступных типов записей, полей, файлов и видов операций над ними. [3; 4]
Банк данных – это автоматизированная система, специальным образом организованных данных – баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств и персонала, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.
Банк данных призван обеспечивать интегрированность и целостность баз данных, независимость и минимальную избыточность хранимых данных, их защиту от несанкционированного доступа или случайного уничтожения.
В общем случае банк данных состоит из базы данных (или нескольких баз данных), системы управления базами данных (СУБД), словаря данных, администратора, компьютерной системы и обслуживающего персонала:

База данных СУБД Приложение Компьютерная система Словарь данных Администратов Обслуживающий персонал

Пользователями компьютерной БД могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников информации.
Организация данных в базе данных требует предварительного моделирования, т.е. построения логической модели данных. Модель данных – это некоторая абстракция, которая, будучи, приложима к конкретным данным, позволяет разработчикам и пользователям трактовать их уже как информацию – сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними. [10] Главное назначение модели данных – систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей.
Первоначально в теории баз банных основное внимание уделялось средствам эффективной организации данных и манипулирования ими. Так возникли получившие всеобщее распространение три "великих", по выражению Дж. Ульмана, модели данных: иерархическая (см. рис. 1.1), реляционная (см. рис. 1.2) и сетевая (см. рис. 1.3). [12]
Одновременно стало ясным, что эффективность новых информационных систем - банков данных - зависит не только от характеристик технических средств и программного обеспечения, но и от эффективности взаимодействия человек - машина. Перенос акцента на конечного пользователя и привел, в конечном счете, к формированию нового направления исследований в теории БД, непосредственно связанного с задачей о представлении знаний.
В настоящее время определился основной подход к решению задач семантического моделирования в базах данных. Он заключается в выделении двух уровней моделирования:
 уровня концептуального моделирования предметной области и
 уровня моделирования собственно базы данных.
На верхнем уровне осуществляется переход от неформализованного описания предметной области и информационных потребностей конечного пользователя к их формальному выражению с помощью специальных языковых средств.
Семантические сети как модели данных были предложены исследователями, работавшими над различными проблемами искусственного интеллекта. Базовые структуры семантической сети могут быть представлены графом, множество вершин и дуг которого образует сеть. Однако семантически сети предназначены для представления и систематизации знаний самого общего характера.
Таким образом, семантической сетью можно считать любую графовую модель, если изначально четко определено, что обозначают вершины и дуги и как они используются.
Семантические сети являются богатыми источниками идей моделирования данных, чрезвычайно полезных в плане решения проблемы представления сложных ситуаций. они могут быть использованы независимо или совместно с идеями, положенными в основу других моделей данных. Их интересной особенностью является то, что расстояние, измеренное на сети (семантическое расстояние или метрика), играет важную роль, определяя близость взаимосвязанных понятий. При этом предусмотрена возможность в явной форме подчеркнуть, что семантическое расстояние велико.
Следует отметить, однако, что моделям данных типа семантической сети при всем присущем им богатстве возможностей при моделировании сложных ситуаций присуща усложненность и некоторая неэкономичность в концептуальном плане. [9]
Концептуальная модель данных описывает хранимые в ЭВМ данные и связи. В силу этого каждая модель данных неразрывно связана с языком описания данных конкретных СУБД.
По существу модель данных - это совокупность трех составляющих:
1. типов (структур) данных;
2. операций над данными;
3. ограничений целостности.
Итак, целью концептуального проектирования является разработка БД на основе описания предметной области. Описание должно содержать совокупность документов и данных, необходимых для загрузки в БД, а также сведений об объектах и процессах, характеризующих предметную область. Разработка БД начинается с определения состава данных, подлежащих хранению в БД для обеспечения выполнения запросов пользователя. Затем производятся их анализ и структурирование.
На следующем этапе осуществляется логическое проектирование с целью выбора конкретной СУБД и преобразования концептуальной одели в логическую. Этап физического проектирования дополняет логическую модель характеристиками, которые необходимы для определения способов физического хранения и использования БД, объема памяти и типов устройств для хранения.

Система управления базами данных

Итак, банк данных является сложной человеко-машинной системой, включающей в свой состав различные взаимосвязанные и взаимозависимые компоненты:

1. Ядром банка данных является база данных. База данных — это поименованная совокупность взаимосвязанных данных, находящихся под управлением СУБД.
Существует множество определений базы данных. Некоторые из них имеют право на существование. Другие устарели и не соответствуют современным представлениям о БнД. Так, в ранних определениях базы данных указывалось на их неизбыточность, отсутствие дублирования данных в них. На самом деле это не так. В базах данных может наблюдаться избыточность информации. Она может быть вызвана спецификой используемой модели данных, не позволяющей полностью устранить дублирование, или технологическими причинами (обеспечение большей надежности, сокращение времени реакции системы и др.). Но это должна быть управляемая избыточность, причины и цели возникновения которой известны администратору базы данных и управляются как им, так и СУБД.
Описания баз данных относятся к метаинформации, т. е. информации об информации. Описание баз данных часто называют схемой. Кроме того, в БнД могут присутствовать описания отдельных частей баз данных с точки зрения отдельных пользователей — подсхемы.

Продолжение работы в архиве