Фактографическая информационная система

Фактографическая ИС включает в себя: банк данных, подсистему подготовки и ввода информации, подсистему реализации пользовательских задач и подсистему подготовки и выдачи результатов обработки информации пользователям.

Подсистема реализации пользовательских задач ориентирована на решение определённого множества задач пользователей на основе использования банка данных и совокупности пакетов прикладных программ (в том числе электронных таблиц, текстовых процессоров, графических редакторов и т.д.).

Подсистемы ввода информации, подготовки и выдачи результатов её обработки реализуют те же функции, что и документальные ИС.

Основным ядром ФИС является фактографический банк данных. Именно банк данных является основой информационного обеспечения пользователей и базой решения всех пользовательских задач.

Фактографические банки данных – взаимосвязанная совокупность языковых, логических, программных, информационных, технических, организационных средств ввода, переработки, хранения, поиска и выдачи жёсткоструктурированной информации. Такая информация может быть представлена в текстовой, числовой, графической и других формах. Особенностью такой информации является сохранение адекватности создаваемого образа информации самой информации. Основной единицей хранения в базе данных фактографической АИПС является факт (в отличие от документальных систем, где основной единицей хранения является документ).

В соответствии с определением банк данных включает: базу данных, систему управления базой данных (СУБД), технические средства и администрацию банка данных. Основным элементом этой структуры является база данных. Состав и структура БД, а также методы структурирования данных для их представления в БД и методы их обработки целиком определяют все параметры используемой в банке данных СУБД.

ФИС и, соответственно, банк данных создаётся для решения некоторой совокупности задач вполне определённой организации, предприятия и т.д., ᴛ.ᴇ. определённой организационной системы или её составляющих.

В общей теории информационных систем организационная система или её составляющие, для решения задач которых создаётся банк данных, носит название предметной области банка данных. Банк данных и, соответственно, ФИС могут отвечать всем информационным потребностям пользователей предметной области только в том случае, если они могут постоянно отображать динамику функционирования этой предметной области.

Сложность и слабая структурируемость самой предметной области, с одной стороны, и крайне важность обработки информации в компьютере в жёсткоструктурируемой форме, с другой – приводят к крайне важности приближённого представления предметной области в виде некоторой модели.

Для построения модели предметной области, отображающей динамику самой предметной области, используются понятия объект, свойство, связь, время, ᴛ.ᴇ. предметная область рассматривается как некоторая объектная система.

Объект - ϶ᴛᴏ то, о чём в системе должна накапливаться информация. Синонимами термина "объект" служат слова "реалия", "сущность". Объекты могут иметь материальную и нематериальную природу. Примеры объектов – студент, дисциплина, преподаватель, кафедра. Выбор объектов производится в соответствии с целевым назначением системы. Совокупность объектов предметной области образует её объектное ядро. С точки зрения приложений одни объекты считаются простыми, элементарными, неделимыми, бесструктурными; другие – сложными, составными, имеющими определённый состав и структуру. Каждый объект в конкретный момент времени характеризуется определённым состоянием. Это состояние описывается с помощью ограниченного набора свойств и связей (отношений) с другими объектами.

Под свойством принято понимать некоторая характеристика объекта͵ позволяющая установить его сходство и различие по отношению к другим объектам. Различают индивидуальные и общие свойства объекта. Первые присущи лишь единичным экземплярам объекта. Такими свойствами отличаются друг от друга, к примеру, товары одного наименования. Общие свойства характерны целому классу объектов. Важными являются свойства объекта͵ по которым его можно идентифицировать в модели предметной области.

Под отношением принято понимать форма связи между объектами. Различают внешние и внутренние отношения. Внешние отношения отражают связи между объектами, не затрагивая при этом их внутренние связи. Внутренние отношения выявляют свойства объектов или обусловливают их зависимость от данного отношения.

Использование времени в качестве одной из базовых составляющих объектной системы позволяет строить динамические модели предметной области, в которых отражается зависимость от времени состояний системы.

Требования адекватности модели реальной предметной области приводят к крайне важности построения некоторой иерархии моделей, высший уровень иерархии которых наиболее адекватно отображает предметную область, а нижний уровень воспринимается компьютером. Такое моделирование предметной области на языке информатики носит название многоуровневого представления данных. Сегодня в информатике используются двухуровневое и трёхуровневое представление данных.

Наиболее широко распространено рассматриваемое в дальнейшем трёхуровневое представление данных о предметной области. Такому представлению соответствуют три типа моделей:

- концептуальная модель банка данных – модель внешнего уровня иерархии, наиболее точно отображающая предметную область;

- логическая модель банка данных – промежуточная модель, обеспечивающая переход от концептуальной модели предметной области к физической модели банка данных;

- физическая модель банка данных – модель низшего уровня иерархии, с которой работает компьютер.

Независимо от числа уровней представления данных в банке данных процесс функционирования ФИС состоит в следующем:

- сбор данных о предметной области и запросах к банку данных на естественном языке;

- многоуровневое структурирование данных на различных уровнях их представления;

- ввод данных в банк данных;

- поиск и обработка данных;

- формирование выходной продукции.

Следует напомнить, что сложность фактографических ИС, так же как и документальных ИС, не позволяет рассматривать их в одном измерении. Необходимы различные варианты стратифицированного представления. Некоторые варианты таких представлений уже были рассмотрены ранее (структурная схема процесса функционирования ИС, покомпонентная декомпозиция, декомпозиция на обеспечивающие подсистемы), а также в данном параграфе (схема трёхуровневого представления данных и схема взаимодействия пользователей с фактографическим банком данных). Каждое из этих представлений относится к одному и тому же объекту, но иллюстрирует его различные стороны.

Составляющими компонентами банка данных являются: ЭВМ, база данных, администратор БД (лицо или группа лиц, реализующих управление банком данных посредством СУБД).

Различают следующие виды пользователей банков данных:

- пользователи-задачи – регламентированные по содержанию и форме запросы к банку данных;

- пользователи-люди (программисты и непрограммисты). Пользователи-программисты совершенствуют, расширяют и изменяют программную среду банка данных. Пользователи-непрограммисты (конечные пользователи) – учёные, руководители и сотрудники организаций.

Каждая АИС соотносится с определённой частью реального мира, которую принято называть предметной областью системы. Так как каждая система ориентирована на выполнение определённых функций в соответствующей ей области, то её предметную область следует рассматривать как результат целенаправленного отражения фрагмента реального мира с позиций интересов АИС.

Реализацию различных функций по обработке, информации осуществляют прикладные системы, входящие в состав АИС, каждая из которых требует информации об определённой части предметной области – проблемной среде. Проблемные среды различных прикладных систем АИС могут находиться в различном соотношении – быть независимыми, пересекаться, включаться одна в другую.

Путём регистрации отдельных фактов, относящихся к тем или иным явлениям реального мира, собирается информация о предметной области ФИПС, на базе которой строится описание предметной области – её модель. БД, являющаяся неотъемлемой компонентой ФИПС, рассматривается как динамическая модель предметной области.

Применительно к некоторым областям гуманитарного исследования, к примеру исторического или правового, понятие предметной области, её описание и моделирование имеет определённую специфику. Выше дано определение предметной области как результат целенаправленного отражения фрагмента реального мира с позиций интересов АИС. Корректное толкование терминов "реальный мир" или "действительность" требует понимать их как объективную реальность (ᴛ.ᴇ. существующее в действительности) во всей её конкретности, как совокупность исторических, общественно-политических и юридических явлений. При этом часто предметной областью фактографической БД, создаваемой историком, философом, юристом или другим исследователем, является не реальная действительность, а совокупность документов, исторических источников, правовых актов, которые лишь косвенно отражают реальность. В этом случае корректнее говорить не о моделировании фрагмента исторической или правовой реальности, а о моделировании совокупности источников, используемой для исследования какой-либо проблемы. Тогда созданную модель можно рассматривать как новый "метаисточник", который в большинстве случаев тем более адекватен реальности (или проблеме), чем больше разнообразных источников он охватывает. При этом (независимо от особенностей толкования предметной области) не следует забывать, что специфика рассматриваемого типа АИПС требует фиксации в её БД жёсткоструктурированной информации о предметной области. Фактографическая БД предназначена для хранения такой информации (фактов), почерпнутой при анализе реальной действительности или совокупности документов, опосредованно или косвенно её представляющих.

Основные принципы построения фактографических БД:

- однократность ввода данных, многократность и многоаспектность их использования;

- организация данных сложной структуры, ориентированной на возможность их произвольной выборки в соответствии с поступающими запросами;

- централизация хранения и обработки данных на основе их интеграции, ᴛ.ᴇ. возможность взаимосвязи элементов данных, относящихся к различным массивам;

- неизбыточность данных, ᴛ.ᴇ. отсутствие их дублирования в различных массивах;

- защита данных от несанкционированного доступа, возможность использования конкретным пользователем отдельных процедур их обработки.

Способы организации данных в БД оказывают влияние на оперативность поиска, полноту и точность поиска, объёмы памяти ЭВМ и т.д.