Информатика. Лекция 1. Информация и информационные технологии.

В настоящее время очень распространено понятие информация. Существует множество определений информации. Воспользуемся одним из них, которое, по моему мнению, является достаточно объемным и емким.

Информация это сведения об окружающем мире (объектах, явлениях, событиях, процессах и т. д.), которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний, отчужденные от их создателя и ставшие сообщениями (выраженными на определенным языке в виде знаков, в том числе записанными на  материальном носителе), которые можно воспроизводить путем передачи людьми устным, письменным или иными способами.

Информация это нечто, что уменьшает наше незнание об окружающем мире. Кроме того, информация неразрывно связана с процессом ее передачи. Если информация никому не нужна, то она не уменьшает степень неопределенности, или иное незнание.

Достаточно часто с информацией употребляется понятие данные. Данные обычно рассматриваются как признаки или  записанные наблюдения, которые не используются, а только хранятся. Как только данные используются для уменьшения степени неопределенности чего-либо, они превращаются в информацию.

Сама по себе информация ни откуда не возникает, т. е. всегда существует источник информации. Что же может являться источником информации?

Источником информации являются любые объекты, процессы, события и т. д. окружающего нас мира.

Человек поучает информацию через свои органы восприятия. Наибольшее количество информации поступает через органы зрения, значительная часть — через органы слуха. Следовательно, формы представления информации могут быть: графическая (различные виды изображений) и звуковая. Можно выделить символьное представление (набор букв, цифр, знаков) которое, в конечном итоге, есть частный случай графического представления.

В процессе деятельности человечества объем информации только увеличивается. Она фиксируется, накапливается и хранится, создавая информационный ресурс.

Информационный ресурс — отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (архивах, библиотеках, фондах и др.).

Информационный поток — движение информации, которое обеспечивается средствами передачи информации. На практике информационные потоки бывают, далеки от совершенства: может происходить дублирование информации, она может не доходить до получателя, после получения может потребоваться ее уточнение.

Мы видим, что, возникшая в источнике информация, передается к потребителю, обрабатывается, накапливается, храниться, и может представляться в необходимом виде. Все это в совокупности называется информационные технологии.

Информационные технологии — организованная совокупность процессов, элементов, устройств и методов, используемых для сбора, передачи, накопления, обработки, хранения и представления информации.

Выше было сказано, что объемы информации постоянно увеличиваются. Чтобы справиться с потоками информации стали применять электронно-вычислительные машины, или компьютеры, как их теперь называют. Это, в свою очередь, потребовало создания специальных средств сбора, хранения и обработки информации. Одним из таких средств являются системы управления базами данных (СУБД).

В настоящем курсе изучается Access 2003, который является реляционной объектно-ориентированной СУБД.

Основные сведения о базах данных.

База данных — хранилище структурированных данных, которые должны быть непротиворечивы, минимально избыточны, целостны, актуальны и относятся к одной предметной области.

Предметная область — часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления.

Непротиворечивость — поддержка допустимых сочетаний значений данных.

Минимально избыточны — обозначает, что любой элемент данных должен храниться в базе в единственном виде, что позволяет избежать необходимости дублирования операций, производимых с ним.

Целостность — понимается как физическая сохранность данных, так и предотвращение неверного использования данных, защита от  структурных  искажений и несанкционированного доступа.

Актуальность — в базе данных должны присутствовать только те данные, которые необходимы для решения задачи предметной области, для которой создана база данных.

 

СУБД Access2003.

Все определения, которые будут даны далее, относятся к изучаемому классу баз данных. Рассмотрим подробнее, что такое реляционная объектно-ориентированная база данных.

Объектно-ориентированный метод рассматривает окружающий нас мир, состоящий из объектов. Объекты могут быть как материальные (физически существующие предметы), так и не материальные (физически не существующие, например какие-либо процессы).

Реляционная база данных — совокупность плоских таблиц, логически жестко связанных между собой.

Плоская таблица — состоит из колонок (полей) и строк (записей).

Связь — соединение между двумя таблицами. Связь осуществляется между первичным и внешним ключами таблиц.

Первичный ключ — поле или набор полей таблицы, однозначно идентифицирующий запись в таблице. Значение первичного ключа в таблице никогда не повторяется.

Внешний ключ — поле таблицы, связанное с первичным ключом другой таблице.

Проектирование баз данных.

Процесс проектирования баз данных состоит в построении комплекса взаимосвязанных моделей данных. Причем, процесс построения модели неотделим от процессов обработки и манипулирования данными. Рассмотрим основные этапы процесса проектирования баз данных.

  • 1. Концептуальный.
  • a. Основные задачи — сбор, анализ и редактирование требований к данным.
  • b. Основные шаги — обследование предметной области, изучение ее информационной структуры, пользовательского представления, выявление информационных объектов и связей между ними, процессами над информационными объектами. По окончании данного этапа получаем концептуальную модель — ER-диаграмму, инвариантную к структуре базы данных.
  • c. Базовые понятия — сущности, атрибуты и связи.
  • 2. Логический.
  • a. Основная задача — преобразование требований к данным в структуры данных.
  • b. Основные шаги — ER- диаграмма преобразуется в набор таблиц, при этом проводится их нормализация (процедура, позволяющая устранить дублирование и обеспечить непротиворечивость данных).
  • c. Базовые понятия — таблицы, записи, элементы данных, связи между записями.
  • 3. Физический.
  • a. Основная задача — определение особенностей хранения данных, методов доступа к данным и др.
  • b. Основные шаги — адаптация логической модели к выбранной программной платформе, выбор и построение индексов, организация средств протоколирования и пр.
  • c. Базовые понятия — группировка данных, индексы, методы доступа.

Моделирование данных — важнейший этап построения базы данных. Если в модели данных будут дефекты, то дефекты появятся и в самой базе данных, и во всех программах, которые к ней обращаются. Модель данных и саму базу данных следует проектировать таким образом, чтобы обеспечить ее гибкость и перспективы расширения. Для того чтобы это стало возможным необходимо понимать среду, в которой будет эксплуатироваться база данных, и побудительные мотивы для ее создания.

Первым и важнейшим этапом проектирования базы данных является этап концептуального моделирования предметной области. Задача этого этапа определить понятия о предметах, фактах и событиях, информацию о которых будет хранить база данных. Для этого необходимо выделить понятия, с которыми будет работать пользователь, и заменить их  информационными представлениями.

Концептуальная схема, полученная по окончании этапа, является полной совокупностью всех требований к данным, полученным на основе пользовательских представлений о реальном мире.