Перспективным направлением в области исследования и разработки методов организации информации в автоматизированных системах управления является создание банков данных. Главное их назначение — объединение данных, заимствованных из различных источников с целью информационного обеспечения решения комплекса задач.
Банк данных является более совершенной, более гибкой формой информационного обеспечения по сравнению с традиционными формами. Создание и использование банков данных обусловлено появлением новых технических средств — носителей информации с прямым доступом, которые позволяют эффективно использовать данные, реализовать оптимальную структуру банка данных.
Определение банка данных
Банк данных (БД) это комплекс, включающий специальные структуры организации информации, алгоритмы, специальные языки, программные и технические средства, в совокупности обеспечивающие создание и эксплуатацию эффективных систем накопления информации, поступающей от нескольких источников, ее обновление, корректировку и многоаспектное использование в интересах ряда систем, а также прямую связь с пользователем для получения ответов на произвольные, в том числе незапланированные, запросы.
13.50 Базы данных как информационные модели предметных областей. Системы управления базами данных
Основные принципы разработки БД
- Независимость данных. Она означает, что при изменении в описаниях данных не требуется обязательного изменения программ, в которых используются эти данные. Независимость данных достигается отделением описания данных от программ обработки данных. Соединение данных с программой и учет описаний, задающих преобразование физически хранимых данных к виду, требуемому программой, реализуется системой управления БД.
- Формирование и поддержание связей между данными. Эти связи определяются при создании конкретного БД, а поддержание их осуществляется автоматически. Установленные связи используются при поиске данных.
- Неизбыточность данных, т. е. одни и те же данные в памяти ЭВМ должны повторяться минимальное число раз. Это упрощает организацию связей между избыточными информационными элементами, что обеспечивает выдачу пользователям данных с обновленными значениями.
- Защита и сохранность данных. Это означает создание средств, ограничивающих доступ к данным и исключающих их порчу в памяти ЭВМ.
- Прямой доступ к данным, что обеспечивает оперативную связь пользователя с БД и позволяет улучшить качество управления за счет предоставления нужной информации в момент запроса. Принцип требует использования запоминающих устройств большой емкости с прямым доступом (ЗУ на дисках).
Структура БД
БД состоит из совокупности хранимых данных и комплекса средств, обеспечивающих накопление, обслуживание и использование данных в интересах пользователей.
В структурном отношении БД состоит из следующих элементов:
- базы данных (или нескольких баз);
- системы управления базой данных;
- совокупности программ пользователей, которые непосредственно обращаются за данными в базу. Эти программы описывают задачи, решаемые пользователями;
- системы управления совокупностью программ пользователей и процессом их прохождения в ЭВМ.
База данных является хранилищем специально организованных и логически связанных информационных элементов. Она состоит из самих данных и их описания; между данными, находящимися в базе, поддерживаются установленные связи. База данных представляет собой информационную модель управляемого объекта.
Эффективное хранение, предоставление и управления большими массивами растровых данных
Система управления базой данных является программно-логическим аппаратом, организующим систему хранения данных, а также обеспечивающим средства занесения, обновления и выборки данных.
Системы (п. 2 и п. 4) могут быть высоко автоматизированными и входить в состав развитых операционных систем современных ЭВМ, но в них в качестве компонента может входить и человек.
С БД взаимодействуют:
пользователи-программисты, задающие процедуры обработки данных для решения прикладных задач на проблемно- и процедурно-ориентированных языках;
пользователи, которые задают поисковые предписания (запросы) и получают в результате реализации процесса поиска в БД информационное сообщение, удовлетворяющее заданным параметрам запроса;
администраторы, несущие ответственность за формирование базы данных, безопасность, правильность данных и эффективность их многоцелевого использования.
При создании БД необходимо достижение соглашения между всеми пользователями по вопросу состава и структуры данных.
В функционировании БД можно выделить следующие основные процедуры:
- генерация базы данных — формирование логической и физической структур базы данных;
- обслуживание, состоящее из первоначальной загрузки базы данных, корректировки и обновления данных, а также реорганизации базы данных для повышения эффективности в условиях изменяющихся потребностей пользователей;
- использование банков данных при решении задач и обработке запросов пользователей.
Для реализации этих процедур используются следующие языковые средства: язык описания данных, язык обслуживания, язык пользователя и командный язык.
Язык описания данных является в основном инструментом администратора БД и предназначен для описания логической и физической структур данных, а также задания правил, по которым система управления базой данных обеспечивает защиту и сохранность данных.
Пользователь применяет либо традиционные процедурно-ориентированные языки программирования (КОБОЛ, ФОРТРАН, ПЛ/1), либо специализированные языки конкретных БД.
Непосредственный доступ к данным при обслуживании и использовании БД производится при помощи операторов командного языка, включаемых в прикладные программы. Языки программирования, которые могут включать операторы командного языка, называются включающими языками.
В связи с тем, что с БД взаимодействуют различные пользователи с различными целями, естественно выделилось несколько уровней представления данных:
Системно-логический уровень представления данных описывается схемой базы, содержащей логическое описание данных и их связей в базе данных. Физический уровень представления данных задается физической схемой, описывающей расположение данных в памяти ЭВМ.
Логический уровень представления информации пользователем определяется соответствующей подсхемой, задающей описание подмножества базы данных и правило преобразования его в структуру, на которую ориентирован применяемый пользователем язык программирования.
Генерация базы данных. Администрация БД совместно с пользователями анализирует задачи пользователей, условия использования ими базы данных и на основе этого составляет описание базы данных (на языке описания данных для схем). В результате трансляции описания образуется схема базы данных и формируется физическая схема размещения данных на носителях.
Использование БД
Пользователь задает подсхему (на языке описания данных для подсхем), которая выделяет необходимое программе подмножество базы данных и определяет правила структурных преобразований информации.
Система управления базой данных выделяет программе рабочую область. В процессе работы программа формирует в рабочей области параметры обращения и связывается с системой управления с помощью операторов командного языка.
Система управления банком данных анализирует параметры обращения и, используя схему и соответствующую подсхему, определяет процедуру обращения к базе данных и запрашивает у операционной системы (ОС) ЭВМ физический ввод-вывод.
ОС производит пересылку данных между внешней памятью и системными буферами и возвращает управление системе управления БД, которая пересылает данные из системных буферов в рабочую область программы. Затем управление передается следующему оператору программы пользователя, если доступ к базе данных произошел правильно, в противном случае — в специальное место программы пользователя.
Организация БД в АСУП
Независимо от проблемной ориентации БД процесс обращения пользователей в банк за получением информации включает запросы трех основных типов:
Функциональной основой информационного фонда БД АСУП являются нормативно-справочные и оперативные планово-учетные данные, сопровождающие движение материальных потоков. Поэтому восстановление информации может быть связано не только с затратами машинного времени, но и со значительными потерями данных в пространстве. Для уменьшения возможных
потерь БД АСУП должен располагать эффективном системой защиты и быстрого восстановления данных, причем защита должна преследовать следующие цели:
предохранение информации от искажения или разрушения;
обеспечение требуемой степени секретности отдельных массивов данных по отношению к определенным категориям показателей.
Таким образом, специфику организации и функционирования БД АСУП определяют:
преобладание регулярных и стандартных запросов на получение и корректировку данных:
большое количество массивов разнородной производственной информации;
значительный удельный вес документальных форм обмена информацией;
относительно высокая стоимость времени восстановления информационного фонда.
Функции элементов БД АСУП
БД АСУП можно представить в виде совокупности следующих функциональных систем:
- хранения централизованного фонда (базы) данных;
- обслуживания задач;
- обработки стандартных запросов;
- обработки произвольных запросов;
- пополнения и корректировки данных;
- редактирования и терминальной связи;
- управления функционированием БД.
«Клиентами» БД являются библиотека задач — БЗ (комплекс стандартным образом оформленных программ, реализующих выполнение определенных этапов обработки информации) и терминальные пользователи — ТП (персонал АСУП, обеспеченный средствами связи с БД).
Система хранения централизованного фонда (базы) данных (СХД) включает библиотеку массивов и аппаратурно-программный комплекс, обеспечивающий упорядоченное размещение информации, идентификацию файлов и блоков памяти и доступ к элементам информации. В составе аппаратурнопрограммного комплекса СХД можно выделить подсистемы:
- технического обеспечения (иерархическая система физических устройств памяти различных типов);
- учета состояния файлов и блоков памяти; защиты и восстановления информации;
- сервисных средств обеспечения эксплуатации СХД и совершенствования ее структуры.
- Циклическая схема календарных периодов управления вызывает необходимость в организации специальной службы времени и периодической переклассификации информационного фонда.
- интерпретация внешних запросов пользователей и управление их реализацией;
- организация операционной памяти БД и управление обменом данными между отдельными системами;
- организация взаимодействия с центральным супервизором.
В соответствии с характером групп запросов и методами их выполнения можно выделить три контура функционирования БД АСУП:
- регулярных задач (РЗ);
- стандартных запросов (СЗ);
- произвольных запросов (ПЗ).
В рамках контура РЗ реализуется решение детерминированного комплекса задач управления производством, отражающего алгоритмизированную административную деятельность управленческого персонала.
Контур СЗ охватывает пользователей и системы БД, обеспечивающие реализацию стандартных, заранее запрограммированных запросов на получение и корректировку данных. В смысле функционирования контур СЗ принципиально не отличается от контура РЗ за исключением того, что запрос реализуется терминальным пользователем.
В контуре ПЗ реализуются случайные разовые запросы терминальных пользователей на получение и корректировку данных. При этом выполнению запроса предшествует подготовка соответствующей программы с помощью средств СОПР.
Преобладание регулярных задач определяет главенствующую роль контура РЗ с точки зрения функционирования БД АСУП.
В контур РЗ входят блоки 1—11. В контур СЗ дополнительно входят блоки 12—15, которые выполняют подготовку стандартного запроса к включению в контур РЗ. Блоки 16—19 обеспечивают обработку произвольных запросов и генерацию программ их выполнения. После включения программы в библиотеку произвольный запрос переводится в категорию стандартного и входит в контур СЗ, а затем — в РЗ. Это обеспечивает возможность унификации процедур реализации запросов в БД АСУП и стандартизацию интерфейса «пользователь — база данных».
Дале представлена взаимосвязь функциональных систем БД АСУП и блок-схема функционирования БД с использованием контура РЗ.
Порядок разработки БД
Поскольку БД является составной частью АСУП, он должен создаваться и развиваться в соответствии с внедрением АСУП и расширением ее функций.
Процесс разработки и внедрения БД АСУП можно условно разделить на три этапа.
Взаимосвязь функциональных систем БД АСУП
Укрупненная блок-схема функционирования БД с использованием контура РЗ в качестве основной стандартной цепи реализации запросов (блоки I—II)
На первом этапе разрабатывается общая структура базы данных с учетом развития АСУП, создаются основные массивы и аппарат, реализующий решение регулярных задач и наиболее важных стандартных запросов, принимаются основные решения по организации БД, создаются «носители» всех функциональных систем и стандартных межсистемных интерфейсов. Последнее необходимо для расширения функций БД и повышения эффективности его работы в дальнейшем.
На втором этапе вводится полностью в строй система автоматической обработки стандартных запросов, расширяются функции системы обслуживания задач, пополнения и корректировки, создается программная база для реализации автоматической обработки произвольных запросов.
На третьем этапе функции БД дополняются автоматической обработкой произвольных запросов.
Построение БД на базе ЕС ЭВМ
Вопрос о структуре БД является основным при разработке АСУ предприятием, так как от этого зависит эффективность решения задач АСУ. Очевидно, что БД должен отвечать следующим требованиям:
- должен быть адекватен информационной модели предприятия и содержать информацию о номенклатуре продукции предприятия, технологии ее изготовления, запасах, фактическом и плановом состоянии производства, снабжения, сбыта;
- при решении задач АСУП допускается создание промежуточных массивов информации, но они не должны храниться;
- должен быть организован по минимуму избыточной информации; реализация задач АСУП на основе БД должна осуществляться за минимально возможное машинное время;
- должен обеспечивать малое время доступа к информации.
Перечисленным требованиям лучше всего отвечает БД, состоящий из следующих массивов: предметов труда, состава изделий, рабочих мест, технологии. Для уменьшения времени реализации задач АСУП можно включить в БД еще один массив — полного состава изделий.
Массивы предметов труда и рабочих мест называются главными, а массивы технологии и состава изделий — связующими. «Вход» в систему, т. е. обращение к любому массиву, осуществляется только через главные массивы. Число главных массивов должно быть больше или равно числу связующих массивов.
Записи любого массива имеют системную часть и часть, зависящую от пользователя.
Массив предметов- труда. Под предметом понимается изделие, узел, деталь, покупной материал. Следует отметить, что длина части, зависящей от пользователя, определяется самим пользователем и ограничивается объемом памяти ЭВМ. Системная часть задается жестко и от пользователя не зависит. Она содержит следующую информацию: адрес предмета; номер предмета; счетчики обращений.
Длина записи постоянна.
Массив состава изделий. «Вход» в массив состава осуществляется только через массив предметов. Системная часть записи массива состава содержит следующую информацию: адреса «принимающих» и «входящих» в массив предметов; адрес составляющей сборки в массиве состава; адрес последующего и предыдущего использования данного предмета в массиве состава. Длина массива постоянна.
Массив рабочих мест. Системная часть массива рабочих мест содержит следующую информацию: адрес последующей записи массива рабочих мест; адрес записи первой операции, производимой на рабочем месте; код рабочего места; счетчик числа использований рабочих мест. Длина одной записи постоянна.
Массив технологии. «Вход» в массив осуществляется через массив предметов или через массив рабочих мест. Системная часть массива технологии должна содержать следующую информацию: адреса, посредством которых происходит обращение к массиву предметов и массиву рабочих мест; адрес последующей операции в данном массиве.
БД может быть записан на магнитные диски, тогда для ведения банка понадобится 6 шестидисковых пакетов типа ЕС-5052.
Массив полного состава изделий. Это вспомогательный массив. Заголовком записи массива полного состава является номер предмета «принимающего». Запись состоит из номеров узлов и деталей «входящих», а также реквизитов «количество на изделие» и «цех-потребитель». Записи упорядочены по возрастанию номеров «входящих».
Кроме описанных массивов, в БД могут входить дополнительные массивы, например заявок, потребителей и т. д. Эти массивы охватываются адресными связями с основными массивами банка. Число и структура дополнительных массивов зависят от конкретного предприятия и разрабатываемой АСУ.
Источник: itteach.ru
23. Субд — понятие и функции.
СУБД позволяет управлять большими информационными массивами — базами данных. Наиболее простые системы этого вида позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например персональную карточку. Они обеспечивают ввод, поиск сортировку записей, составление отчетов и т.д.
С такими СУБД легко могут работать пользователи даже невысокой квалификации, так как все действия в них осуществляются с помощью меню и других диалоговых средств. Однако необходимо решать задачи, в которых участвуют много различных видов объектов и соответственно много информационных массивов, связанных друг с другом различными соотношениями. В таких случаях необходимо создавать специализированные информационные системы, в которых нужная обработка данных выполняется наиболее естественным для пользователей способ — с удобным представлением входных данных, выходных форм, графиков, диаграмм, запросов на поиск и т.д. Для решения таких задач используются более сложные СУБД, позволяющие с помощью специальных средств (языков программирования) описывать данные и действия с ними.
Итак, СУБД — совокупность программных и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД.
1.Управление БД, то есть функция менеджера;
2.Разработка, отладка и выполнение прикладных программ, то есть функция транслятора; 3.Осуществление вспомогательных операций — сервис.
Функции СУБД более подробно: организация хранения данных, инициализация БД и ее определение, предоставление доступа к БД, защита целостности БД (непротиворечивость, неизбыточность, полнота), управление доступом к БД, разграничение доступа по основным запросам, периодическое изменение БД.
Структура СУБД: Ядро СУБД (управляющая программа для автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базе данных), обрабатывающие программы (все остальное).
Основные показатели, характеризующие СУБД: производительность, затраты.
24. Виды моделей данных.
Модель данных – представление данных и их взаимосвязей, описывающих понятие проблемной среды.
Проектирование баз данных проходит в три этапа, каждый из которых предполагает создание определенной модели :
1-ый уровень – определяются конкретные требования, составляется единая концептуальная модель – модель предметной области ER –модель (графическое представление в виде диаграмм). Основные компоненты: атрибуты, сущность, связи.
2-ой уровень – концептуальная модель преобразуется в модель данных на основе выбранной СУБД – получаем логическую модель данных
Существует три способа построения логической модели:
-сетевая — графические сети
-реляционная — она отображает элементы и взаимосвязи в явной табличной форме.
1 и 2 модели появились в 60-е годы. 3-ий вид – в 70-е , наиболее распространен в настоящее время. Основные его компоненты – объекты и взаимосвязи между ними. Отличительная черта – различные способы представления связей между объектами.
3-ий уровень – физическая модель данных – физическая организация. Решаются вопросы размещения данных во внешней памяти. Физическая модель данных – средство отображения логической модели в физической среде данных.
Иерархическая модель данных базируется на графическом представлении взаимосвязи объектов информации в виде дерева, т.е. отображает вертикальные линии связи подчинения низшего уровня высшему.
Сетевая модель основывается на представлении взаимосвязи объектов в виде цепи. Она допускает подчиненность одного уровня другому, наличие горизонтальных связей.
Источник: studfile.net
Информационные системы (системы управления базами данных (СУБД))
Позволяют управлять большими информационными массивами. СУБД, как правило, содержат язык высокого уровня для разработки прикладных программ, реализуют различные режимы работы: диалоговый, в форме «меню» и т.д. Они обеспечивают ввод, поиск, сортировку записей, составление отчётов и т.д. Для ПЭВМ наибольшее распространение получили следующие СУБД dBase III, dBase IV, Clipper, Access (для Windows).
Аудио и видео технологии в правоохранительной деятельности.
Аудио
Два вида аудио: аналоговый и цифровой
Принцип цифровой звукозаписи:
Входной аналоговый сигнал — > Входной аналоговый сигнал — > Аналого-цифровой преобразователь — > Блок обработки сигналов — > Запись сигнала на цифровой носитель — > Декодер исправления ошибок — > Цифро-аналоговый преобразователь — > Восстанавливающий фильтр — > Выходной аналоговый сигнал
Звуковая карта – дополнительное оборудование ПК, позволяющая обрабатывать звук.
Звуковые форматы файлов:
-аудиоформаты без сжатия (WAV, AIFF)
-аудиоформаты со сжатием без потерь (APE, FLAC)
-аудиоформаты с применением сжатия с потерями (mp3, ogg)
Программы цифровой записи:
-программа цифровой записи на диск
-программы конверторы файлов из одного формата в другой
-программы цифровой обработки звука в файлах и в режиме реального времени
-программы, позволяющие делать композиции на основе шаблонов
-программы управления для обработки звука и микшерских пультов
-программы для управления большими массивами звуковых файлов
Видео
Два вида видео: аналоговое и цифровое
Стандарты аналоговых видеосистем:
Мультимедиа – технология, позволяющая отображать на экране монитора видео и воспроизводить с помощью акустических систем звук. (audio, video, image)
Форматы: DV, DVD, Digital 8, MPEG-4, Blu-ray, HDTV
Принципы распознавания речи:
Классификация систем расп. Речи:
-системы диктовки текста
2.по потребительским качествам:
-распознающие отдельные слова
-распознающие слитную речь
Система генерации речи:
-комфортность восприятия и время привыкания
70.
Информационные кросс-технологии:
Определение и классификация.
Кросс-технологии – это такие технологии, основой построения которых являются разные дисциплины (подходы) и/или группы дисциплин (подходов). Примером кросс-технологии может являться сочетание когнитивной графики (информатика) с психологическим мониторингом (психология) и физическими упражнениями, повышающими работоспособность (физиология).
1 Командные системы;
2 системы диктовки текста.
По механизмам функционирования:
1) Корреляционные системы;
2) Экспертные системы;
3 Вероятностные модели принятия решений, в том числе нейронные сети.
По ориентации на пользователя:
1) дикторо — независимые;
2) диктороориентированные.
По ориентации на слитную речь:
1) Распознающая отдельные слова;
2) Распознающая слитную речь.
Простейшая программа распознавания способна распознавать только относительно небольшой набор команд и символов(цифры от 0 до 9, слова да и нет), такие программы давно употребляются в компьютерной телефонии для голосового набора номера и реализации голосового меню, а также могут применяться для управления компьютером.
Программа для диктовки текста первоначально могли распознавать только раздельную речь, в которой после каждого слова требовалось сделать паузу. Первые успехи в распознавании слитной речи были достигнуты коммерческими системами в 1997 году. Современные системы по мнению разработчиков компании Dragon Systems, IBM, Lernou
2) формирование растрового изображения и распознавание путем программной обработки изображения.
Основные методы OCR:
1) Сопоставление матриц или сравнение с образцом(распознавание выполняется путем сравнения изображения сканированного символа с базой данной растрового изображения символов, успешно работает только с непропорциональными шрифтами, где символы чётко отделяются друг от друга);
2) Выделение признаков. Распознавание символов основывается на идентификации их универсальных особенностей, что позволяет сделать распознавание независимым от шрифтов. Практические результаты использования этого метода весьма чувствительны к качеству печати. Идентификация?типов? изображений, относящихся к шумам, стало отдельной областью исследования, некоторые средства сначала используют сравнения с образцом или выделения признаков для распознавания максимального количества символов, а затем уточняют результат, используя грамматическую проверку получающегося текста;
3) Прогнозирующее оптическое распознавание слов POWR — Predictive Optical Word Recognotion. Анализируется все множество способов, которыми точки изображения могут быть собраны в слово. Каждой возможной интерпретации приписываются ….
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru