Цели и методы модификации ЭИС

В процессе эксплуатации ЭИС обязательно производится слежение за изменением параметров ЭИС и предметной области. Для это­го используются, например:

1) информация об изменениях в системе документооборота;

2) данные об изменениях в составе решаемых экономичес­ких задач,

3) характеристики потока запросов к БД,

4) оценки пользователей о качестве получаемой информа­ции,

5) сбор статистики о выпол­ненных заданиях,

6) изменения количественных и качественных характеристик предметной области.

Первоначально должна быть постав­лена цель модификации ЭИС и определено множество методов, ведущих к ее достижению (рис.2.10). Собираемая и анализируемая информация должна лишь доказать (или оп­ровергнуть) целесообразность применения конкретного ме­тода модификации и позволить выработать его специфика­цию.

Взаимозависимость эксплуатации и модификации ЭИС

Рисунок 2.10

Цели модификации ЭИС можно разделить на шесть боль­ших групп:

- исправление проектных ошибок;

- улучшение эксплуатационных характеристик ЭИС;

- адаптация к изменениям в предметной области;

- разработка нового приложения;

- обеспечение совместимости с другими ИС, перенос БД в новую аппаратно-программную среду.

Конкретные методы модификации ЭИС группируются по четырем направлениям (табл. 2.3):

Таблица 2.3- Соответствие целей и методов модификации ЭИС

Цели модифи­кации	Методы модификации ЭИС
Реструкту­ризация	Перепрограм­мирование при­кладных задач	Реорга­низация	Настройка вы­числительной системы
Исправление проектных оши­бок	+	+		+
Улучшение экс­плуатационных характеристик	+	+	+	+
Адаптация к изменениям в предметной области	+	+
Разработка но­вого приложения	+	+		+
Совместимость с другими ЭИС	+	+		+

- реструктуризация БД;

- перепрограммирование прикладных задач;

- реорганизация БД;

- настройка вычислительной системы.

Большинство процедур модификации ЭИС могут произ­водиться без прекращения стадии эксплуатации. Однако не­обходим контроль всех компонентов ЭИС (базы данных, вы­числительной системы, программных средств) после проведения каких-либо усовершенствований.

Вопросы для самоконтроля к главе 2

1. Перечислите основные принципы построения ЭИС.

2. Какие критерии эффективности учитываются при разработке ЭИС.

3.Почему не возможно одновременное обеспечение максимальных значений критериев эффективности?

4.По каким признакам классифицируются ЭИС?

5.В чем особенность пакетного режима обработки информации?

6.Перечислите основные компоненты ЭИС.

7.Назовите основные единицы информации.

8.Что такое форматированное сообщение и база данных?

9. Какими понятиями описывается предметная область?

10.Что дают уровни детализации представлений ЭИС?

11.Какие модели данных различают на концептуальном уровне?

12.Какими свойствами обладают единицы информации?

13.Что такое домен?

14.Перечислите системы классификации. Когда они применяются?

15.Перечислите операции над структурой СЕИ.

16. Что представляет собой экономический показатель?

17.Для чего нужен аппарат экономических показателей?

18.Перечислите основные этапы жизненного цикла ЭИС.

19.Почему необходима стадия модификации?

Глава 3 Модели данных

3.1 Модели данных. Реляционная модель данных

Модели данных предусматривают указание множества допустимых информационных конструкций, мно­жества допустимых операций над данными и множества огра­ничений для хранимых значений данных.

Количество различных моделей данных оп­ределяется наличием различных множеств информационных конструкций. Принципиальными разли­чиями обладают три модели данных - реляционная, сетевая и иерархическая.

Реляционная модель данных характеризуется следующими компонентами:

- информационной конструкцией - отношением с двух­уровневой структурой,

- допустимыми операциями - проекцией, выборкой, соеди­нением и некоторыми другими( пересечение, вычитание, объединение, деление),

- ограничениями - функциональными зависимостями меж­ду атрибутами отношения.

Каждому классу объектов Р материального мира ставится в соответствие некоторое множество атрибутов, например А1, А2,...,Аn. Отдельный объект класса Р описывается строкой величин (а1, а2,.... an), где ai - значение атрибута Ai.

Строка (а1, а2,..., an) называется кортежем. Всему классу объектов соответствует множество кортежей, называемое от­ношением.

Выражение Р (А1, А2,...,Аn) называется схемой отношения Р.

Каждое отношение представляет состояние класса объек­тов в некоторый момент времени.

Множество значений отношения можно представить в виде таблицы, в которой соблюдаются следующие соответствия:

- название таблицы и перечень названий граф соответст­вуют схеме отношения,

- строке таблицы соответствует кортеж отношения,

- все строки таблицы (и соответственно все кортежи) раз­личны,

- порядок строк и столбцов произвольный.

Отношение реляционной БД может быть описано в терми­нах теории множеств. Рассмотрим множество доменов

D= {Dl, D2, D3, ... Dk} и создадим декартово произведение доменов:

U=Dl*D2*D3*.....*Dk.

Каждый элемент U имеет вид (dl, d2, d3,...,dk), где dl - эле­мент домена Dl, d2 - элемент D2 и т.д. Во множестве U пред­ставлены всевозможные сочетания доменов (домен- множество значений атрибутов). В реальной БД обычно имеются ограничения и реальное отношениеR,включающее истинные сообщения, является подмножеством U. Атрибуты отношения R используют домены из D в каче­стве своих областей определения.

Описание процессов обработки отношений может быть выполнено двумя способами:

- указанием перечня операций, выполнение которых при­водит к требуемому результату (процедурный подход),

- описанием свойств, которым должно удовлетворять ре­зультирующее отношение (декларативный подход).

Как правило, список операций при процедурном подходе содержит проекцию, вы­борку, объединение, пересечение, вычитание, соединение и деление, а при декларативном подходе используются методы математической логики.

Проекцией называется операция, которая переносит в резуль­тирующее отношение те столбцы исходного отношения, кото­рые указаны в условии операции.

Выборкой называется операция, которая переносит в резуль­тирующее отношение те строки из исходного отно­шения, которые удовлетворяют условию выборки.

Операции объединения, пересечения и вычитания произво­дятся над двумя исходными отношениями с одинаковой струк­турой.

Обозначим исходные отношения через R1 и R2, а резуль­тирующее отношение - Т.

Объединение Т = U(R1, R2) содержит строки, присутству­ющие либо в отношении R1, либо в R2.

Пересечение Т = I(R1, R2) содержит строки, присутствую­щие в отношениях R1 и R2 одновременно.

Вычитание Т = M(R 1, R2) содержит те строки из R 1, кото­рые отсутствуют в R2.

Операция соединения отношений выполняется над двумя исходными отношениями и создает одно результирующее. Каждая строка первого исходного отношения сопоставляется по очереди со всеми строками второго отношения. Если для этой пары строк соблюдается условие соединения, то они сцеп­ляются и образуют очередную строку в результирующем от­ношении.

Описание операции деления отношений начнем с примера (рис.3.1). Пусть существует отношение Y (ФИО, ЯП), где для каждого программиста с фамилией ФИО указываются языки программи­рования (ЯП), которые он знает.

Y
ФИО	ЯП
Иванов	Си
Иванов	Фортран
Иванов	Паскаль
Петров	Си
Петров	Паскаль
Семин	Си
Семин	Фортран
Яшин	Фортран
Яшин	Паскаль

Рисунок 3.1

Необходимо выделить фамилии программистов, знающих язы­киСи и Фортран одновременно. Стоящая перед нами задача решается путем вычисления обра­зов значений "Си" и "Фортран" и последующего пересечения най­денных образов.

im ФИО("Си") = {"Иванов","Петров","Семин"}

im ФИО("Фортран") = {"Иванов","Семин","Яшин"}

im ФИО("Си")∩ imФИО("Фортран")= {"Иванов","Семин"}

Такая связка операций взятия образа и пересечения получен­ных множеств требуется достаточно часто, поэтому вводится специальная опе­рация - деление. Для необходимого нам запроса отношение-делитель имеет вид (рис. 3.2):

Отношение-делитель

Рисунок 3.2

Результат деления XI 2 = D (Y,Z) содержит следующие значе­ния (рис. 3.3):

Результат операции деления

Рисунок 3.3

Результатом операции деления является отношение, содержащее пересечение образов всех строк отношения-дели­теля, вычисленных на основе отношения-делимого.

Декларативный подход к обработке реляционных баз дан­ных основан на интерпретации понятий и методов математи­ческой логики. Реляционное исчисление базиру­ется на исчислении предикатов (простейших формул). Перечислим понятия математической логики.

1) Символы переменных и констант. В языковых конст­рукциях реляционного исчисления им соответствуют имена атрибутов и переменных, а также константы.

2) Логические связки "и", "или", "не" и знаки сравнения =, # (не равно), >, <, >=, <=.

3) Термы, т. е. любые константы и переменные, а также функции, аргументами которых служат термы.

4) Элементарные формулы - предикаты, аргументами ко­торых являются термы. Предикаты, связанные операциями "и", "или", "не", также являются элементарными формулами.

5) Формулы, т. е. результат применения кванторов общно­сти (например, все) или существования (например, некоторые) к элементарным формулам. Формула соответствует запросу к реляционной базе данных, выражен­ному средствами реляционного исчисления.