Введение в специальность Тема 4: Базовые информационные процессы ЛИСИЦЫНА Любовь Сергеевна – д.т.н., проф., зав. Каф. Кафедра «Компьютерные образовательные технологии» СПбГУ ИТМО, Тел. (812) ,

Вопросы для опроса остаточных знаний по теме 3 – «Эволюция ИТ» 1. В каких аспектах можно рассматривать эволюцию ИТ? 2. Почему сегодня эволюцию ИТ не рассматривают как эволюцию носителей информации? 3. Назовите основные этапы в эволюции критериев разработки ПО. 4. Сколько этапов (фаз) насчитывает эволюция ИТ с точки зрения смены технологий управления данными? 5. Какие фазы эволюции ИТ связаны с эволюцией носителей информации? 6. Каким образом осуществлялось управление данными в технологии магнитных лент? 7. Каким образом осуществлялось управление данными в технологии оперативных БД на основе магнитных дисков и барабанов? 8. Каким образом в этой технологии обеспечивалась независимость данных? 9. Какая проблема вызвала переход к следующей фазе в развитии ИТ? 10. Что такое «компьютерная сеть» (КС)? Назовите основную цель функционирования КС? 11. Назовите основные признаки, используемые для классификации КС. 12. Назовите и определите основные виды КС. 13. Опишите общую схему взаимодействия в КС по технологии «клиент-сервер». 14. Назовите и определите основные понятия технологии «клиент-сервер». 15. Каким образом строится приложение «клиент-сервер»? 16. Назовите технологии программирования на стороне сервера. 17. Назовите технологии программирования на стороне клиента. 18. Назовите основные признаки технологии мультимедийных БД.

Базовые информационные процессы: извлечение информации; транспортирование информации; обработка информации; хранение информации; представление и использование информации.

Извлечение информации Формы оценки извлекаемой информации: синтаксическая ценность (правильность представления) семантическая (смысловая) ценность прагматическая (пользовательская) ценность

Формы и методы исследования данных поиск ассоциаций, связанных с привязкой к какому-либо событию; установление последовательности событий во времени; выявление закономерностей (причинно-следственных связей между параметрами объекта); оценка важности (влияния) параметров на развитие ситуации; классификация (распознавание) объектов (событий, ситуаций, процессов); кластеризация, основанная на группировании объектов по каким-либо признакам; прогнозирование событий и ситуаций.

Объектно-ориентированный подход Базовые понятия: ОБЪЕКТ, АТРИБУТЫ, ЭКЗЕМПЛЯР ОБЪЕКТА, КЛАСС, ЭЛЕМЕНТ КЛАССА. Особенности подхода: Инкапсуляция (сокрытие данных и методов для объекта). Полиморфизм (многотипность объекта). Наследование (новые классы определяются путем добавления или переопределения данных и методов). Методы обогащения информации: Структурные Статистические Семантические Прагматические

Транспортирование информации OSI (Open System Intercongtcion – связь открытых систем) - эталонная модель сетевого обмена, разработанная международной организацией по стандартизации ISO. Уровни представления в OSI физический (управление физическими цепями); канальный (управление звеном сети – каналом); сетевой (управление виртуальной цепью, маршрутизация пакетов данных в сети); транспортный (контроль очередности пакетов и их принадлежности по аналогии с телефонной коммутацией); сеансовый (установление и завершение виртуальной связи по аналогии с голосовой телефонией); уровень представления (преобразование (конвертирование, сжатие, распаковка и т.п.) данных из формата передающего компьютера в формат компьютера-получателя); прикладной (поддержка пользователя на более высоком прикладном и системном уровнях).

Протоколы сетевого взаимодействия Модель OSI содержит общие рекомендации, требования к конкретным компонентам сетевого ПО задаются протоколами. По степени близости к физической среде передачи данных различают протоколы: - нижнего уровня (канальный и физический уровни OSI, например: NDIS, ODI); - среднего уровня (сетевой, транспортный и сеансовый уровни OSI) делятся на сеансовые и дейтаграммные проколы; содержат следующие этапы: инициализация связи, непосредственный информационный обмен, завершение обмена; - верхнего уровня (уровень представления и прикладной уровень OSI).

Обработка информации последовательная (один процессор) параллельная (несколько процессоров) конвейерная (одни и те же ресурсы для решения различных задач) последовательная и векторная Основные процедуры обработки информации: создание данных в результате выполнения некоторого алгоритма; модификация данных как результат отображения изменений в реальной предметной области; контроль, безопасность и целостность данных; поиск информации (выполнение ответов на запросы); поддержка принятия решения; создание документов, сводок, отчетов и т.д.

Процессы принятия решений Оценка и выбор стратегии: в условиях определенности (используются методы мат. программирования); в условиях риска (вероятностные методы); в условиях неопределенности (на основе внешних оценок выигрыша); в условиях многокритериальности (методы моделирования).

Хранение данных Базовые термины:,БАЗА ДАННЫХ, БАНК ДАННЫХ, СИСТЕМА БАЗ ДАННЫХ, ХРАНИЛИЩЕ ДАННЫХ (Data Warehouse), ВИТРИНЫ ДАННЫХ (Data Mart), РЕПОЗИТАРИЙ. Уровни представлений для описания предметной области: концептуальный: отличается разнообразием используемых моделей (модель «сущность-связь», ER-модель, инфологическая модель и др.). логический: иерархические (совокупность деревьев или лес), сетевые (орграф со связями «многие к одному») и реляционные модели данных (в виде таблиц (реляций) с отношениями на основе реляционной алгебры и теории отношений). физический или внутренний: определяется конкретным методом управления данными; осн. компоненты – записи, блоки, промежутки между блоками, служебная информация.

Классификация БД По способу хранения информации: Интегрированные Распределенные По типу пользователей: Монопользовательские Многопользовательские По характеру использования данных: Прикладные Предметные

Способы реализации СУБД программный аппаратный (МБД) Функции программных модулей СУБД: описание данных на конц. и лог. уровнях; загрузка данных; хранение данных; поиск и ответ на запрос (транзакцию); внесение изменений; обеспечение безопасности и целостности.

Стандарты СУБД (МБД): Независимость данных на всех трех уровнях. Универсальность (по отношению к конц. и лог. уровням, типу ЭВМ). Совместимость, неизбыточность. Безопасность и целостность данных. Актуальность и управляемость.

Представление предметной области

Пример концептуального представления предметной БД «СБЫТ»

Пример логического представления предметной БД «СБЫТ»

Критерии оценки БД Количественные: время, необходимое для ответа на запрос; стоимость модификации; стоимость памяти; время на создание; стоимость реорганизации и др. Качественные: гибкость, адаптивность, доступность для новых пользователей, совместимость с другими системами, возможность восстановления, возможность расширения и распределения и др.

Основные принципы организации хранилища данных (ХД) Предметная реализация: каждая оперативная БД поддерживает несколько предметных областей – источник для ХД. Средства интеграции: общий тип для разных представлений одних и тех же сущностей. Постоянство данных: за счет реализации модели «массовых загрузок» данных. Хронология данных.

Представление и использование информации Факторы, имеющие наибольшее значение для деятельности человека: эргономические (рациональный набор функций человека, рациональное сопряжение человека с ТС и средой ИС); психологические ( психологический барьер, усложнение деятельности, др. субъективные факторы). Варианты интерфейсов в системе «человек-компьютер»: на основе меню: «Смотри и выбирай» на основе языка команд: «Вспоминай и набирай»

Принципы разработки пользовательских интерфейсов Пользовательский интерфейс целесообразно строить на основе концептуальной модели предметной области. Доступ к объектам и их экземплярам возможен только через систему окон различных типов (ряд окон должен быть связан с конкретным объектом). Сценарий работы пользователя с ИС включает две фазы: выбор окна и работа с окнами. Проектирование пользовательского интерфейса – процесс спецификации окон, по существу спецификация задает сценарий работы с экземплярами. Спецификацию окон следует проводить в соответствии с функциональной потребностью: выделять разделы, строить иерархию разделов, указывать допустимые режимы работы с экземплярами объекта.

Основные функции фазы выбора объектов Работа с общим каталогом окон в главном разделе. Создание нового раздела. Удаление раздела. Редактирование описания раздела. Передача определений и окон между разделами. Движение по иерархии разделов. Отбор разделов для работы. Отбор окон для работы.