Інформатика, кібернетика та програмування

Зберігання інформації даних не є самостійною фазою в інформаційному процесі, а входить до складу фази обробки. Розрізняють структуровані дані у яких відбиваються окремі факти предметної області це основна форма подання даних у СУБД і неструктуровані довільні формою що включають і тексти і графіку та інші дані. Ця форма представлення даних широко використовується наприклад в Інтернеттехнологіях, а самі дані надаються користувачеві у вигляді відгуку. пошуковими системами. Організація того чи...

PAGE \* MERGEFORMAT 3

Запитання 2 . Зберігання інформації.

Зберігання інформації (даних) не є самостійною фазоюінформаційному процесі,а входить до складу фази обробки. Однак, зважаючи на важливість організації зберігання, даний матеріал винесений в окремий розділ.

Розрізняють структуровані дані,в яких відображаються окремі факти предметної області (це основна форма подання даних у СУБД), танеструктуровані,довільні за формою, що включають і тексти, і графіку та інші дані. Ця форма представлення даних широко використовується, наприклад, в Інтернет-технологіях, а самі дані надаються користувачеві як відгук пошуковими системами.

Організація того чи іншого виду зберігання даних (структурованих чи неструктурованих) пов'язана із забезпеченням доступу до самих даних. Під доступом розуміється можливість виділення елемента даних (або безлічі елементів) серед інших елементів за якими ознаками з метою виконання деяких дій над елементом. У цьому під елементом розуміється як запис файла (у разі структурованих даних), і сам файл (у разі неструктурованих даних).

Для даних будь-якого виду доступ здійснюється за допомогою спеціальних даних, які називаютьсяключовими (ключами) ). Для структурованих даних такі ключі входять до складу записів файлів як окремі поля записів. Для неструктурованих пошукові слова або вирази входять, як правило, в текст, що шукається. За допомогою ключів виконується ідентифікація необхідних елементів інформаційному масиві (масиві зберігання даних).

Подальший виклад фази зберігання інформації відноситься до структурованих даних.

Моделі структурованих данихта технології їх обробки засновані на одному з трьох способів організації зберігання даних: у вигляділінійного списку(або табличному), ієрархічному (або деревоподібному),мережевому.

Зберігання інформаціїЦе її запис у допоміжні запам'ятовуючі пристрої на різних носіяхдля подальшого використання.

Зберігання є однією з основних операцій, що здійснюються над інформацією, та головним способом забезпечення її доступності протягом певного проміжку часу.

Основний зміст процесу зберігання та накопичення інформації полягає у створенні, записі, поповненні та підтримці інформаційних масивів та баз даних в активному стані.

В результаті реалізації такого алгоритму, документ, незалежно від форми подання, що надійшов інформаційну систему, піддається обробці і після цього відправляється в сховище (базу даних), де він поміщається на відповідну "полку" залежно від прийнятої системи зберігання. Результати обробки передаються до каталогу.

Етап зберігання інформації може бути представлений на таких рівнях:

Зовнішній;

Концептуальному, (логічному);

Внутрішній;

фізичному.

Зовнішній рівень відображає змістовність інформації та подає способи (види) подання даних користувачеві в ході реалізації їх зберігання.

Концептуальний рівень визначає порядок організації інформаційних масивів та способи зберігання інформації (файли, масиви, розподілене зберігання, зосереджене та ін.).

Внутрішній рівеньпредставляє організацію зберігання інформаційних масивів у системі її обробки та визначається розробником.

Фізичний рівеньЗберігання означає реалізацію зберігання інформації на конкретних фізичних носіях.

Способи організації зберігання інформації пов'язані з її пошуком, операцією, що передбачає вилучення збереженої інформації.

Зберігання та пошук інформації є не тільки операціями над нею, а й передбачають використання методів здійснення цих операцій. Інформація запам'ятовується те щоб її можна було знайти подальшого використання. Можливість пошуку закладається під час організації процесу запам'ятовування. Для цього використовують методи маркування інформації, що запам'ятовується, що забезпечують пошук і подальший доступ до неї. Ці методи застосовуються до роботи з файлами, графічними базами даних тощо.

Мал. 1 Алгоритм процесу підготовки інформації до зберігання

Маркер мітка на носії інформації, що позначає початок або кінець даних або їх частини (блоку).

У сучасних носіяхінформації використовуються маркери:

Адреси (адресний маркер) - код або фізична мітка на доріжці диска, що вказують на початок адреси сектора;

Групи - маркер, що вказує початок або кінець групи даних;

Доріжки (початки обороту) - отвір на нижньому диску пакета магнітних дисків, що вказують на фізичний початок кожної доріжки пакета.

Захист прямокутний виріз на носії (картонному пакеті, конверті, магнітному диску), що дозволяє виконання будь-яких операцій над даними: запис, читання, оновлення, видалення та ін;

Кінця файлу - мітка, яка використовується для вказівки закінчення зчитування останнього записуфайлу;

Стрічки (стрічковий маркер) керуюча запис або фізична мітка на магнітній стрічці, що позначає ознаку початку або кінця блоку даних або файлу;

Сегменту - спеціальна мітка, що записується на магнітній стрічці для відділення одного сегмента набору даних від іншого сегмента.

Зберігання інформації в ЕОМ пов'язане як із процесом її арифметичної обробки, так і з принципами організації інформаційних масивів, пошуку, оновлення, подання інформації та ін.

p align="justify"> Важливим етапом автоматизованого етапу зберігання є організація інформаційних масивів.

Масив впорядковане безліч даних.

Інформаційний масив– система зберігання інформації, куди входять подання даних та зв'язків з-поміж них, тобто. принципи їхньої організації.

Зберігання інформації складає спеціальних носіях. Історично найбільш поширеним носієм інформації був папір, який, однак, непридатний у звичайних (не спеціальних) умовах для тривалого зберіганняінформації. Для ЕВТ за матеріалом виготовлення розрізняють такі машинні носії: паперові, металеві, пластмасові, комбіновані та ін.

За принципом впливу та можливості зміни структури виділяють магнітні, напівпровідникові, діелектричні, перфораційні, оптичні та ін.

За методом зчитування розрізняють контактні, магнітні, електричні, оптичні. p align="justify"> Особливе значення при побудові інформаційного забезпечення мають характеристики доступу до інформації, записаної на носії. Виділяють носії прямого та послідовного доступу. Придатність носія для зберігання інформації оцінюється такими параметрами: часом доступу, ємністю пам'яті та щільністю запису.

Таким чином можна зробити висновок, що зберігання інформації представляє процес передачі інформації в часі, пов'язаний із забезпеченням незмінності стану матеріального носія.

Зберігання інформації

Інформація, закодована за допомогою природних та формальних мов, а також інформація у формі зорових та звукових образів зберігається у пам'яті людини. Однак для довготривалого зберігання інформації, її накопичення та передачі з покоління в покоління використовуютьсяносії інформації.

Матеріальна природа носіїв інформації може бути різною: молекули ДНК, які зберігають генетичну інформацію; папір, на якому зберігаються тексти та зображення; магнітна стрічка, де зберігається звукова інформація; фото- та кіноплівки, на яких зберігається графічна інформація; мікросхеми пам'яті, магнітні та лазерні диски, на яких зберігаються програми та дані в комп'ютері, і так далі.

За оцінками фахівців, обсяг інформації, що фіксується на різних носіях, перевищує один ексабайт на рік (10 18 байт/рік). Приблизно 80% усієї цієї інформації зберігається у цифровій формі на магнітних та оптичних носіях і лише 20% - на аналогових носіях (папір, магнітні стрічки, фото- та кіноплівки). Якщо всю записану в 2000 році інформацію розподілити на всіх жителів планети, то на кожну людину доведеться по 250 Мбайт, а для її зберігання потрібно 85 мільйонів жорстких магнітних дисків по 20 Гбайт.

Інформаційна ємність носіїв інформації.Носії інформації характеризуються інформаційною ємністю, тобто кількістю інформації, яку можуть зберігати. Найбільш інформаційно ємними є молекули ДНК, які мають дуже малий розмір та щільно упаковані. Це дозволяє зберігати величезну кількість інформації (до 10 21 біт в 1 см 3 ), що дозволяє організму розвиватися з однієї-єдиної клітини, що містить всю необхідну генетичну інформацію.

Сучасні мікросхеми пам'яті дозволяють зберігати 1 см 3 до 10 10 бітів інформації, проте це у 100 мільярдів разів менше, ніж у ДНК. Можна сказати, що сучасні технології поки що суттєво програють біологічній еволюції.

Однак якщо порівнювати інформаційну ємність традиційних носіїв інформації (книг) та сучасних комп'ютерних носіїв, то прогрес очевидний. На кожному гнучкому магнітному диску може зберігатися книга об'ємом близько 600 сторінок, але в жорсткому магнітному диску чи DVD - ціла бібліотека, куди входять десятки тисяч книжок.

Надійність та довготривалість зберігання інформації.Велике значення має надійність та довготривалість зберігання інформації. Велику стійкість до можливих пошкоджень мають молекули ДНК, оскільки існує механізм виявлення пошкоджень їх структури (мутацій) та самовідновлення.

Надійність (стійкість до пошкоджень) досить висока у аналогових носіїв, пошкодження яких призводить до втрати інформації лише на пошкодженій ділянці. Пошкоджена частина фотографії не позбавляє можливості бачити частину, що залишилася, пошкодження ділянки магнітної стрічки призводить лише до тимчасового пропадання звуку і так далі.

Цифрові носіїнабагато більш чутливі до пошкоджень, навіть втрата одного біта даних на магнітному або оптичний дискможе призвести до неможливості вважати файл, тобто втрати великого обсягу даних. Саме тому необхідно дотримуватись правил експлуатації та зберігання цифрових носіїв інформації.

Найбільш довготривалим носієм інформації є молекула ДНК, яка протягом десятків тисяч років (людина) та мільйонів років (деякі живі організми) зберігає генетичну інформацію цього виду.

Аналогові носії здатні зберігати інформацію протягом тисяч років (єгипетські папіруси та шумерські глиняні таблички), сотень років (папір) та десятків років (магнітні стрічки, фото- та кіноплівки).

Цифрові носії з'явилися порівняно недавно і тому про їхню довготривалість можна судити лише за оцінками фахівців. За експертними оцінками, за правильного зберігання оптичні носії здатні зберігати інформацію сотні років, а магнітні - десятки років.

Зберігання та накопичення є одними з основних дій, які здійснюються над інформацією та головним засобом забезпечення її доступності протягом деякого проміжку часу. Нині визначальним напрямом реалізації цієї операції є концепція бази даних, складу (сховища) даних.

База даних може бути визначена як сукупність взаємопов'язаних даних, що використовуються декількома користувачами та зберігаються з регульованою надмірністю. Збережені дані не залежать від програм користувачів, для модифікації та внесення змін застосовується загальний метод керування.

Банк даних - система, що представляє певні послуги зі зберігання та пошуку даних певній групі користувачів за певною тематикою.

Система баз даних - сукупність керуючої системи, прикладного програмного забезпечення, бази даних, операційної системита технічних засобів, які забезпечують інформаційне обслуговування користувачів.

Сховище даних (ХД - використовують також терміни Data Warehouse, "склад даних", "інформаційне сховище") - це база, що зберігає дані, агреговані за багатьма вимірами. Основні відмінності ХД від БД: агрегування даних; дані з ХД ніколи не видаляються; поповнення ХД відбувається на періодичній основі; формування нових агрегатів даних, що залежать від старих – автоматичне; доступ до ХД складає основі багатовимірного куба чи гиперкуба.

Альтернативою сховищу даних є концепція вітрин даних (Data Mart). Вітрини даних - безліч тематичних БД, що містять інформацію, що відноситься до окремих інформаційних аспектів предметної галузі.

Ще одним важливим напрямом розвитку баз даних є репозитарії. Репозитарій, у спрощеному вигляді, можна розглядати просто як базу даних, призначену для зберігання не даних користувача, а системних. Технологія репозитаріїв походить зі словників даних, які в міру збагачення новими функціями та можливостями набували рис інструмента для управління метаданими.

Кожен із учасників дії (користувач, група користувачів, «фізична пам'ять») має своє уявлення про інформацію

По відношенню до користувачів застосовують трирівневе уявлення для опису предметної області: концептуальне, логічне та внутрішнє (фізичне).

Концептуальний рівеньпов'язаний з приватним поданням даних групи користувачів у вигляді зовнішньої схеми, що об'єднуються спільністю використовуваної інформації. Кожен конкретний користувач працює з частиною БД і представляє її як зовнішній моделі. Цей рівень характеризується різноманітністю моделей, що використовуються (модель «сутність-зв'язок», ER-модель, модель Чена), бінарні та інфологічні моделі, семантичні мережі).

Логічний рівеньє узагальненим поданням даних всіх користувачів в абстрактній формі. Використовуються три види моделей: ієрархічні, мережеві та реляційні.

Структура базової інформаційної технології.

Визначимо структуру та склад типової ІТ. Ми називатимемо типову ІТбазовий якщо вона орієнтована на певну сферу застосування. Базова ІТ створює моделі, методи засобу розв'язання задач. Базова ІТ створюється з урахуванням базових (типових) апаратно-програмних засобів. Базова ІТ підпорядкована основної мети - вирішенню функціональних завдань у своїй предметній галузі (завдання управління, проектування, наукового експерименту, випробування тощо).

На вхід базової ІТ як системи надходить комплекс розв'язуваних завдань, для яких мають бути знайдені типові рішенняза допомогою методів та засобів, властивих саме ІТ. Розглянемо використання базової ІТ на концептуальному, логічному та фізичному рівнях.

Концептуальний рівень базової ІТ- задається ідеологія автоматизованого вирішення завдань. Типова послідовність розв'язання задач може бути представлена ​​у вигляді алгоритму.

Мал. 2 . Концептуальна модель базової ІТ.

Початковий етап- Постановка завдання (ПЗ). Якщо це завдання автоматизованого управління, вона є сукупність взаємозалежних алгоритмів, які забезпечують управління. ПЗ - змістовний опис задачі: цільове призначення задачі, економіко-математична модель та метод її вирішення, функціональний та інформаційний взаємозв'язок з іншими завданнями. Оформляється документально у методичні матеріали«Постановка задачі та алгоритм розв'язання». На цьому етапі дуже важливою є коректність опису з погляду критеріїв.

Наступний етап – формалізація завдання (ФЗ). Розробляється математична модель.

Якщо математичну модель встановлено, наступний етап - алгоритмізація завдання (АЗ). Алгоритм - процес перетворення вихідних даних на результат за кінцеве число кроків.

Реалізація алгоритму на основі конкретних обчислювальних засобівздійснюється на етапі програмування завдання – ПРЗ. Це об'ємне завдання, але вона здійснюється зазвичай на типових технологіях програмування.

За наявності програми здійснюється РЗ – вирішення завдань – отримання конкретних результатів для вхідних даних та прийнятих обмежень.

Етап АР – аналіз рішення. Під час аналізу рішення можна уточнити модель формалізації завдань.

Найбільш складними, творчими та об'ємними є етапи постановки задачі та її формалізації. Поняття первісної задачі - це глибоке розуміння процесів у предметній галузі.

У разі базової ІТ глобальне завдання - це розробка моделі предметної області (МПО).

При реалізації ІТ часто зустрічаються з завданнями, що погано формалізуються. Тут приходять на допомогу експертні системи. В основу ЕС закладаються знання найкращих експертів у предметній галузі. Розробник ЕС збирає всі відомі способи формалізації цього завдання. Користувач - розробник цієї ІТ - отримує варіанти вирішення завдань. Це процес автоматизації проектування ІТ.

Логічний рівень створення ІТ. Моделі базової ІТ

На логічному рівні встановлюють моделі розв'язання задачі та організації інформаційних процесів. Якщо відома загальна модель управління АСУ, в яку буде впроваджуватися базова ІТ, ми можемо уявити взаємозв'язок моделей базової ІТ.

Мета базової ІТ на логічному рівні - побудова моделі розв'язуваної задачі та її реалізація на основі організації інформаційних процесів.

Розглянемо взаємозв'язок моделей базової ІТ на схемі.

Мал. 3 . Логічний рівень базової ІТ. Модель організації інформаційних процесів.

Модель вирішення завдання в умовах обраної базової ІТ узгоджується з моделлю організації інформаційних процесів (МОІП). МОІП включає МОД (модель обробки даних), МО (модель обміну даними), МУПД (модель управління даними), МНД (модель накопичення даних), МПЗ (модель представлення знань). Кожна з цих моделей відображає певні інформаційні процесиі містить основи побудови приватних матмоделей конкретного інформаційного процесу.

Модель обміну - оцінює імовірнісно-тимчасові характеристики процесу обміну з урахуванням маршрутизації (М), комутації (К) та передачі (П) інформації. Як вплив у цьому процесі беруть участь: вхідні (потоки повідомлень); заважають (потоки помилок), та керуючі (потоки управління). З цієї моделі синтезують систему обміну даними, тобто вибирають технологію мережі, метод оптимальної комутації, маршрутизації.

Модель нагромадження даних МНД.Визначає схему інформаційної базиСІБ, що встановлює логічну організацію інформаційних масивів ГІМ, задає фізичне розміщення інформаційних масивів РІМ.

Інформаційний масив– основне поняття, основний елемент внутрішньомашинного інформаційного забезпечення. ІМ - сукупність даних групи однорідних об'єктів, що містять однаковий набір відомостей. ЇМ можуть включати інформацію:

• програми ОС та тестові програми (забезпечують роботу ЕОМ);
• прикладні програми (забезпечують вирішення набору функціональних завдань);
• Бібліотека стандартних програм.

Типи інформаційних масивів:

• постійні (формуються на початок роботи системи - директивні, довідкові, нормативні дані - не змінювані у часі);
• проміжні (виникають як результат попереднього розрахунку та основа для наступного);
• поточні (містять робочу інформацію про стан керованого об'єкта);
• службові (обслуговують інші масиви);
• допоміжні (виникають при операціях над основними масивами).

На вигляд носія ІМ діляться на масиви на машинних (внутрішніх і зовнішніх) і немашинних носіях.

Особливість ІМ – його структура, спосіб упорядкування даних за ключовими ознаками. Записи можуть впорядковуватися за зростанням або зменшенням значення ключової ознаки. Як ключове вибирається найчастіше зустрічається ознака.

Модель обробки даних МОД.Вона визначає організацію обчислювальних процесів ОВП на вирішення завдань користувача. Послідовність і процедури вирішення обчислювальних завдань мають бути оптимізовані з погляду критеріїв: обсяг пам'яті, ресурси, числа звернень тощо. буд. Організація процесу безпосередньо залежить від предметної області. При розробці базової ІТ насамперед слід правильно вибрати ОС. Саме ОС ставить реальні можливості з управління обчислювальним процесом.

Структура обчислювального процесузадається числом завдань. Дуже важливими є вимоги до моменту запуску та випуску (виходу результатів) завдань. Ці моменти визначають динаміку отримання результатів, тобто динаміку всього процесу управління виробництвом.

Перші ОС були орієнтовані на пакетну обробкуінформації. Цей режим в принципі не придатний для управління великою розмірністю і оперативності. Перехід до систем поділу часу дозволив за умов переривання віддавати перевагу пріоритетним завданням. Виявилося можливим планувати обчислювальний процес.

Нові можливості для користувача закладені у віртуальних ОС. Вона дозволила користувачеві мати необмежений обчислювальний ресурс, не помічаючи роботи сусідніх користувачів. У разі розподіленої обробки даних виникають нові вимоги до обчислювального процесу. Потрібно як розподілити обчислювальний ресурс між користувачами та його обчислювальними завданнями, а й врахувати топологію користувачів.

При створенні моделей організації обчислювального процесу (ОВП) використовують два можливі підходи: детермінований та імовірнісний. При детермінованому підході застосовується теорія розкладів черговості завдань при обмеженнях, що накладаються. На жаль, у цей зручний метод втручаються випадкові перешкоди. Можуть виникнути непередбачені завдання, які потребують термінового вирішення. Їх виділяються додаткові інтервали часу. При ймовірнісному підході встановлює середній обчислювальний ресурс, середній час виконання програми, усереднена продуктивність обчислювальної системи. Усереднені параметри розраховуються на підставі статистичних даних та постійно коригуються.

Якщо ми схильні до типізації розв'язуваних обчислювальних завдань для конкретної ІТ, дуже велике значення має розробка пакетів прикладних програм (ППП).

Серед моделей обробки даних слід згадати імітаційні моделі. З їхньою допомогою вирішуються завдання планування організації обчислювального процесу.

Модель представлення знань МПЗ.Моделі представлення знань є основою автоматизованого розв'язання задач управління. Моделі уявлення знань існують у вигляді логічного Л, алгоритмічного А, семантичного С, фреймового Ф та інтегрального І уявлень.

Модель управління даними МУПД.Управління даними - управління процесами накопичення, обміну та обробки даних. Накопичення даних зараз відбувається в умовах сучасних бах даних, при цьому вплив, що управляє, повинні забезпечити введення інформації, оновлення її, розміщення масивів в БД. Ці функції здійснює сучасна СУБД.

З появою ЕОМ дані накопичувалися як сукупності однаково побудованих записів - файлів. При вирішенні кожного нового завдання створювалися нові файли. Логічний зв'язок між файлами був відсутній. Виникала проблема цілісності даних. До кожного звернення до файлів створювалася своя програма. Окремі дані у файлах дублювалися. Вдосконалення обчислювальної технікиі водночас зростання обсягів інформації призвели до появи концепції баз даних. У БД записи взаємопов'язані, можуть спільно використовуватися на вирішення нових завдань.

Залежно від розв'язуваних завдань вибираються моделі баз даних.

Сучасне виробництво вирішує безліч рутинних інформаційних завдань. Але й дуже багато завдань, потребують інформацію до ухвалення рішення. Для цього потрібні нові підходи до формування даних, введення та виведення їх, обробки. Ці нові підходи реалізуються за допомогою нових ІТ, які реалізують їхню взаємну організацію. Цією організацією розповідає модель управління даними. Модель базується на тому, що дані мають відносну стабільність. Стабільність структури даних дозволяє будувати бази зі стабільною структурою. А отримувану інформацію відображати у вигляді змінних значеньданих у цій стабільній структурі.

Відповідно до моделі предметної області може бути сформований клас даних для всіх розв'язуваних завдань. На логічному рівні предметна БД включає логічні записи, їх елементи і взаємозв'язок між ними.

Мережева модель є моделлю об'єктів-зв'язків, що допускає лише бінарні зв'язки «багато до одного» та використовує для опису модель орієнтованих графів.

Ієрархічна модельє різновидом мережевий, що є сукупністю дерев (лісом).

Реляційна модельвикористовує подання даних у вигляді таблиць (реляцій), в її основі лежить математичне поняття теоретико-множинного відношення, вона базується на реляційній алгебрі та теорії відносин.

Фізичний (внутрішній) рівеньпов'язаний із способом фактичного зберігання даних у фізичній пам'яті ЕОМ. Багато в чому визначається конкретним способом управління. Основними компонентами фізичного рівня є записи, що зберігаються, що об'єднуються в блоки; покажчики, необхідні пошуку даних; дані переповнення; проміжки між блоками; службова інформація.

За найбільш характерними ознаками БД можна класифікувати так:

за способом зберігання інформації:

• інтегровані;
• розподілені;

за типом користувача:

• монокористувацькі;
• розраховані на багато користувачів;

за характером використання даних:

• прикладні;
• предметні.

В даний час при проектуванні БД використовують два підходи. Перший з них заснований на стабільності даних, що забезпечує найбільшу гнучкість та адаптованість до використовуваних додатків. Застосування такого підходу доцільно у тих випадках, коли не пред'являються жорсткі вимоги до ефективності функціонування (обсягу пам'яті та тривалості пошуку), існує велике числорізноманітних завдань із змінними та непередбачуваними запитами.

Другий підхід базується на стабільності процедур запитів до БД і є кращим за жорстких вимог до ефективності функціонування, особливо це стосується швидкодії.

Іншим важливим аспектом проектування БД є проблема інтеграції та розподілу даних. Концепція інтеграції даних при різкому збільшенні їх обсягу, що панувала до недавнього часу, виявилася неспроможною. Цей факт, а також збільшення обсягів пам'яті зовнішніх пристроїв при їх здешевленні, широке впровадження мереж передачі даних сприяло впровадженню розподілених БД. Розподіл даних за місцем їх використання може здійснюватися у різний спосіб:

1. Копіювані дані. Однакові копії даних зберігаються в різних місцях використання, оскільки це дешевше передачі даних. Модифікація даних контролюється централізовано;
2. Підмножина даних. Групи даних, сумісні з базою даних, зберігаються окремо для місцевої обробки;
3. Реорганізовані дані. Дані у системі інтегруються під час передачі більш високий рівень;
4. Секціоновані дані. На різних об'єктах використовують однакові структури, але зберігаються різні дані;
5. Дані з окремою підсхемою. На різних об'єктах використовують різні структури даних, що об'єднуються в інтегровану систему;
6. Несумісні дані. Незалежні бази даних, які спроектовані без координації, потребують об'єднання.

Важливе впливом геть процес створення БД надає внутрішній зміст інформації. Існує два напрямки:

• прикладні БД, орієнтовані на конкретні додатки, наприклад, може бути створена БД для обліку та контролю надходження матеріалів;
• предметні БД, орієнтовані на конкретний клас даних, наприклад, предметна БД "Матеріали", яка може бути використана для різних додатків.

p align="justify"> Конкретна реалізація системи баз даних з одного боку визначається специфікою даних предметної області, відображеної в концептуальній моделі, а з іншого боку типом конкретної СУБД (МБД), що встановлює логічну та фізичну організацію.

p align="justify"> Для роботи з БД використовується спеціальний узагальнений інструментарій у вигляді СУБД (МБД), призначений для управління БД та забезпечення інтерфейсу користувача.

Основні стандарти СУБД:

• незалежність даних на концептуальному, логічному, фізичному рівнях;
• універсальність (стосовно концептуального та логічного рівнів, типу ЕОМ);
• сумісність, надмірність;
• безпека та цілісність даних;
• актуальність та керованість.

Існують два основні напрямки реалізації СУБД: програмне та апаратне.

Програмна реалізація (надалі СУБД) є набір програмних модулів, працює під управлінням конкретної ОС і виконує такі функції:

• опис даних на концептуальному та логічному рівнях;
• завантаження даних;
• збереження даних;
• пошук та відповідь на запит (транзакцію);
• внесення змін;
• забезпечення безпеки та цілісності.

Забезпечує користувача такими мовними засобами:

• мовою опису даних (ЯОД);
• мовою маніпулювання даними (ЯМД);
• прикладною (вбудованою) мовою даних (ПЗД, ВЗД).

Апаратна реалізація передбачає використання про машин баз даних (МБД). Їхня поява викликана збільшеними обсягами інформації та вимогами до швидкості доступу. Слово "машина" в терміні МБД означає допоміжний периферійний процесор. Термін "комп'ютер БД" - автономний процесор баз даних або процесор, що підтримує СУБД.

Основні напрямки МБД:

• паралельна обробка;
• розподілена логіка;
• асоціативні ЗП;
• конвеєрні ЗУ;
• фільтри даних та ін.

Сукупність процедур проектування БД можна поєднати у чотири етапи. На етапіформулювання та аналізу вимогвстановлюються цілі організації, визначаються вимоги до БД. Ці вимоги документуються у формі, доступній кінцевому користувачеві та проектувальнику БД. Зазвичай у своїй використовується методика інтерв'ювання персоналу різних рівнів управління.

Етап концептуального проектуванняполягає в описі та синтезі інформаційних вимогкористувачів у початковий проект БД. Результатом цього етапу є високорівневе представлення інформаційних вимог користувачів з урахуванням різних підходів.

В процесі логічного проектуваннявисокорівневе представлення даних перетворюється на структурі використовуваної СУБД. Отримана логічна структура БД може бути оцінена кількісно за допомогою різних характеристик (кількість звернень до логічних записів, обсяг даних у кожному додатку, загальний обсяг даних і т.д.). На основі цих оцінок логічна структура може бути вдосконалена з метою більшої ефективності.

На етапі фізичного проектуваннявирішуються питання, пов'язані з продуктивністю системи, визначаються структури зберігання даних та методи доступу.

Весь процес проектування БД є ітеративним, причому кожен етап розглядається як сукупність ітеративних процедур, в результаті виконання яких отримують відповідну модель.

Взаємодія між етапами проектування та словниковою системою необхідно розглядати окремо. Процедури проектування можуть використовуватись незалежно у разі відсутності словникової системи. Сама словникова система може розглядатися як елемент автоматизації проектування.

Етап розчленування БД пов'язаний із розбиттям її на розділи та синтезом різних додатків на основі моделі. Основними факторами, що визначають методику розчленування, є: - розмір кожного розділу (допустимі розміри); моделі та частоти використання додатків; структурна сумісність; фактори продуктивності БД. Зв'язок між розділом БД та додатками характеризується ідентифікатором типу програми, ідентифікатором вузла мережі, частотою використання програми та її моделлю.

Моделі програм можуть бути класифіковані таким чином:

1. Програми, які використовують єдиний файл.
2. Програми, що використовують кілька файлів, у тому числі:

Ті, що допускають незалежну паралельну обробку;

Ті, що допускають синхронізовану обробку.

Складність реалізації етапу розміщення БД визначається багатоваріантністю. Тому на практиці рекомендується в першу чергу розглянути можливість використання певних припущень, що спрощують функції СУБД, наприклад, допустимість тимчасового неузгодження БД, здійснення процедури оновлення БД з одного вузла та ін. Такі припущення мають великий вплив на вибір СУБД і фазу проектування.

Засоби проектування та оціночні критерії використовуються на всіх стадіях розробки. Будь-який метод проектування (аналітичний, евристичний, процедурний), реалізований у вигляді програми, стає інструментальним засобом проектування, практично не схильним до впливу стилю проектування.

Нині невизначеність під час виборів критеріїв є найслабшим місцем у проектуванні БД. Це з труднощами опису та ідентифікації нескінченного числа альтернативних рішень. При цьому слід мати на увазі, що існує багато ознак оптимальності, що є незмірними, їм важко дати кількісну оцінку або уявити їх як цільову функцію. Тому оціночні критерії прийнято ділити на кількісні та якісні. Найчастіше використовувані критерії оцінки БД, згруповані такі категорії, представлені нижче.

Кількісні критерії: час, необхідне відповіді питання, вартість модифікації, вартість пам'яті, час створення, вартість реорганізацію.

Якісні критерії: гнучкість, адаптивність, доступність нових користувачів, сумісність з іншими системами, можливість конвертування в інше обчислювальне середовище, можливість відновлення, можливість розподілу і розширення.

Проблема в оцінці проектних рішень пов'язана також з різною чутливістю та часом дії критеріїв. Наприклад, критерій ефективності зазвичай є короткостроковим і надзвичайно чутливим до змін, а такі поняття, як адаптованість і конвертованість, виявляються на тривалих часових інтервалах і менш чутливі до впливу зовнішнього середовища.

Призначення складу даних - інформаційна підтримка прийняття рішень, а чи не оперативна обробкаданих. Тому база даних і склад даних є однаковими поняттями.

Основні функції репозитаріїв:

• парадигма включення/вимкнення та деякі формальні процедури для об'єктів;
• підтримка множинних версій об'єктів та процедури керування конфігураціями для об'єктів;
• оповіщення інструментальних і робочих систем про події, що їх цікавлять;
• управління контекстом та різні способиогляду об'єктів репозитарію;
• визначення потоків робіт.

Розглянемо коротко основні напрямки наукових дослідженьу сфері баз даних:

• розвиток теорії реляційних базданих;
• моделювання даних та розробка конкретних моделейрізноманітного призначення;
• відображення моделей даних, спрямованих на створення методів їхнього перетворення та конструювання комутативних відображень, розробку архітектурних аспектів відображення моделей даних та специфікацій визначення відображень для конкретних моделей даних;
• створення СУБД із мультимодельним зовнішнім рівнем, що забезпечують можливості відображення широко поширених моделей;
• розробка, вибір та оцінка методів доступу;
• створення самоописуваних баз даних, що дозволяють застосувати єдині методи доступу для даних та метаданих;
• керування конкурентним доступом;
• розвиток системи програмування баз даних та знань, які б забезпечували єдине ефективне середовище як для розробки додатків, так і для управління даними;
• удосконалення машини баз даних;
• розробка дедуктивних баз даних, заснованих на застосуванні апарату математичної логіки та засобів логічного програмування, а також просторово-часових баз даних;
• інтеграція неоднорідних інформаційних ресурсів

А також інші роботи, які можуть Вас зацікавити
22563.		Механізми, що лежать в основі формування довготривалої пам'яті	25 KB
	Механізми лежать в основі формування довготривалої пам'яті Цей вид пам'яті не може базуватися лише на циркуляції імпульсів чи змінах електрофізичних характеристик окремих нейронів. Водночас велика кількість інформації при цьому зберігається в довготривалій пам'яті незмінню. Механізм пам'яті таке пояснюють на основі складних морфологічних чи біохімічних змін синапсів. Молекулярна теорія пам'яті в основі якої лежить уявлення про те, що виникаючий під дією зовнішнього подразника нервний імпульс активує синтез РНК у нейроні.
22564.		Визначення та класифікація емоцій	24 KB
	Визначення та класифікація емоцій Емоції рефлекторна адаптаційна психофізіологічна реакція яка пов'язана з проявом суб'єктивного ставлення до значущої ситуації та забезпечує організацію доцільної поведінки. Емоції поділяють на вищі та нижчі. Нижчі емоції найбільш елементарні пов'язані з органічними потребами тварин та людей поділяються на 2 види: 1 гомеостатичні виявляються у вигляді турботи пошуковорухової активності жаги голоду та ін. Вищі емоції виникаютьлішу у людини у зв'язку з задоволенням соціальних потреб інтелектуальних...
22565.		Функції емоцій	23 KB
	Сигнальна функція полягає в тому, що емоції сигналізують про корисне чи негативне вплив даного організму чи успішність чи неуспішність виконання даної дії. Це призводить до моментальної мобілізації всіх систем організму для реакції відповіді характер якої залежить від того сигналом корисного чи негативного впливу на організм є даний подразник. Таким чином впливи, що надходять з зовнішньої середовища і від самого організму, призводять до виникнення емоційних переживань, що дають загальну якісну характеристику фактору, що впливають на...
22566.		Основні фізіологічні теорії емоцій	25 KB
	Основні фізіологічні теорії емоцій У першій класичній теорії відомій як теорія Джеймся Ланге робили висновок про характеристику стенічних та астенічних емоційних станів. позитивну роль у підготовці організму до діяльності і навіть боротьби внаслідок чого ця теорія отримала незву таламічної теорії емоцій. Кортикальні емоційні процеси...
22567.		Сон	42 KB
	Існує величезна кількість емпіричних даних і забобонів щодо значення сну і сновидінь, але справжнє наукове вивчення сну почалося лише в другій половині ХІХ ст. Прибічники хімічної теорії сну спочатку пояснювали сон накопиченням в організмі гіпнотоксичних речовин; молочна вугільна та карбонові кислоти; Кортикальна теорія сна І. Нарешті...
22568.		будливий та гальмівний постсиніптичні потенціали	23.5 KB
	Постсинаптичне гальмування ДПСП обумовлене виділенням пресинаптичним закінченням аксона гальмівного медіатора який знижує або гальмує збудливість мембран сомі та дендритів нерв клітини з якою він контактує. Прикладами гальмівних нейронів є клітини Реншоу у спинному мозку клітини Пуркіньє мозочку зірчасті клітини кіркової речовини великого мозку. Збудження нейрона супроводжується змінами метаболізму, зокрема синтезом РНК та іншими зрушеннями в процесі білкового синтезу, посиленням теплопродукції, поглинанням кислорода, які відображають...
22569.		Постсинаптичне гальмування у ЦНС та його природа.	22.5 KB
	Значення ггальмування у роботі. Гальмування особливий нервний процес, який зумовлюється збудженням і зовнішньо проявляється пригніченням іншого збудження. Постсинаптичне гальмування ДПСП обумовлене виділенням пресинаптичним закінченням аксона гальмівного медіатора який знижує або гальмує збудливість мембран сомі та дендритів нерв клітини з якою він контактує.
22570.		ЦНС	22.5 KB
	Особливе місце у цій складній організації займає місце ЦНС, що пов'язує у функціональну єдність всі клітини тканини та органи людського організму. Завдяки великій кількості різних рецепторів ЦНС сприймає численні зміни, що виникають у зовнішньому середовищі і всередині організму і відіграє велику роль у регуляції всіх сторін життєдіяльності огранізму у зовнішній середовищі. Процеси, що відбуваються в ЦНС, лежать в основі психічної діяльності та поведінки людини. Діяльність ЦНС найчастіше називається координаційною або погоджувальною.
22571.		Спинний мозок	49.5 KB
	Він є сегментарним органом: у людини від спинного мозку відходять 31 пара спинномозкових корінців у жаби 10 які у кожному сегменті поділяються на дві частини: на передній вентральній і задній дорзальній корінці. Сира речовина спинного мозку на поперечному перетині має вигляд бабочки або літери Н. Є також дорзальні роги спинного мозку з'єднані з вентральними широкими перетинками сірої речовини. .

Перш ніж визначити для себе зручний спосібзберігання - потрібно відповісти на кілька простих питань, про які ми і поговоримо трохи нижче.

Прості способи щодня

Найпростіший варіант, який доступний у будь-який час кожному власнику ПК – це зберігати всю інформацію на комп'ютері. Плюси такого рішення очевидні:

• Дешево – не потрібно витрачатися на допоміжні пристрої.
• Швидкість – збереження інформації на комп'ютері відбувається дуже швидко.
• Простота – під час роботи на комп'ютері достатньо лише однієї кнопки «Зберегти».

Цей спосіб зручний, коли потрібно швидко створити копію принесеної інформації для подальшого сортування. Втім, таке рішення має й недоліки:

• Відсутність мобільності - навіть якщо у вас ноутбук, навряд чи ви будете всюди носити його з собою, а значить, інформація втрачає свою доступність. Ось вам і перше питання: чи буде потрібна інформація, що зберігається поза комп'ютером? У власників планшетів інші проблеми: батарея сідає в невідповідний момент.
• Надійність - жорсткий дисккомп'ютера досить рідко виходить з ладу, але в цьому випадку відновлення інформації, що зберігається, обійдеться дуже дорого. Крім цього, є можливість відформатувати диск.

Наступний досить поширений спосіб – зберігання інформації на DVD чи CD дисках. Таке рішення цілком мобільне та надійне (вважається, що DVD дискздатний зберігати дані до 120 років), та й випадково стерти інформацію вже не вийде. Хоча в реальних умовах витягти дані навіть після 10 років вже досить складно. На цьому плюси закінчуються та починаються мінуси:

• Простота – щоб записати інформацію, необхідно витратити набагато більше зусиль, а іноді й встановити додаткові програми.
• Компактність - згодом записані диски займатимуть дуже велику площу, і потрібно буде організувати для них додатковий простір.
• Швидкість – запис на «болванку» досить тривалий процес, та й зчитується інформація з неї не одразу.
• Вартість - ціна 1 диска не така вже й висока, але на 1 диск усі дані не помістяться. До того ж, рекомендується з міркувань безпеки періодично перезаписувати диски з важливими файлами.

З неочевидних переваг такого рішення - зручність зберігання певних медіафайлів. Наприклад, слайд-шоу з улюбленими фотографіями, запис відео з різних заходів або добірки улюбленої музики. Звідси два наступні питання:

1. Чи потрібно буде змінювати інформацію?
2. Вигляд інформації для збереження.

Наступний спосіб зберігання – найпоширеніший. Це різні флеш-накопичувачі, включаючи і SD-картки. Плюси:

До недоліків належать:

• Надійність - флешки не лише згоряють, а й легко заражаються вірусами. Крім того, вони часто просто губляться і файли з них легко видалити випадково.
• Ціна - вартість накопичувачів порівняно невисока, але однієї флешки може бути недостатньо.

Сімейний архів або варіант тривалого зберігання

Наступний спосіб стосується скоріше довгострокового зберігання інформації та відповідає на питання, де зберігати інформацію великого обсягу. Це зовнішні жорсткі дискиабо мережеві сховища. Бувають вони різних розмірів і в цілому досить компактні, деякі розміщуються в корпусі звичайної флешки. Швидкість читання/запису залежить від характеристик, але відбувається швидше, ніж DVD-диск. До того ж інформації міститься дуже багато завдяки великому об'єму. Єдиний недолік - висока ціна, але з урахуванням довговічності та всіх переваг, вона цілком виправдана.

Мережеве сховище – цікавий варіант з можливістю організації доступу до інформації для кількох людей. Це досить компактний формат, та й за необхідності звідти легко отримати потрібний жорсткий диск, так що проблем з мобільністю теж не виникне. А ще у разі нестачі місця завжди можна додати додатковий вінчестер.

Наступний спосіб - для просунутих користувачів, оскільки самостійно втілити його в життя не кожному. Йдеться про сервер із функцією файлосховища.

Фізичні накопичувачі

Підіб'ємо підсумки: які бувають носії інформації та їх характеристики?

1. жорсткий диск комп'ютера (об'єм від 80 Гб);
2. CD/DVD-диск (від 700 Мб);
3. зовнішній жорсткий диск (від 16 Гб);
4. Флеш-накопичувач та картка пам'яті (від 1 Гб).

Крім об'єму при виборі пристроїв, необхідно звернути увагу на швидкість читання/запису.

Зберігання даних в Інтернеті

А тепер трохи поговоримо про можливості, які дає нам Мережа. Де зберігати інформацію в Інтернеті? Тут є два варіанти: хмарні сервісита файлообмінники. І ті, й інші працюють як безкоштовно, так і за додаткову плату, надаючи більший обсяг або швидкість.

Файлообмінники з'явилися досить давно. Зберігати там інформацію можна, але не завжди надійно. Хоча дані зберігаються на серверах, такі послуги створені більше для обміну файлами, а це накладає обмеження на термін зберігання. І, повернувшись за місяць, ви ризикуєте не знайти за посиланням своїх даних. Зате дуже зручно ділитися невеликими файлами з друзями та колегами.

Інша справа - хмарні сховища. Зараз практично всі великі сервіси працюють за хмарними технологіями: Dropbox, Яндекс-диск, Google-диск. Кожному користувачеві надають невеликий дисковий простір, доступ до якого є з будь-якого комп'ютера. Працювати з файлами дуже зручно, тому що синхронізація найчастіше автоматична, а деякі сервіси дозволяють працювати над одним документом кільком користувачам одночасно.

Питання з компактністю також не стоїть, адже фізичного накопичувача у вас немає. Такий спосіб дуже надійний, а швидкість залежить від швидкості вашого інтернет-каналу. Ось тут і криється найбільша вада хмарних технологій: немає інтернету - немає даних. Або є, але тоді вони займатимуть місце на жорсткому диску, а це не завжди зручно.

Ще один зручний спосіб зберігання даних – Evernote. Він не підходить для зберігання великих обсягів даних, але в ньому дуже зручно зберігати нотатки з цікавими матеріалами з Інтернету. А ще його можна використовувати як органайзер. Інформація надійно зберігатиметься у хмарах, але доступна буде і без інтернету, завдяки синхронізації з жорстким диском.

Отже, настав час відповісти на головне питання: де краще зберігати інформацію? Найкраще відразу в кількох місцях. Наприклад, на флешці та на комп'ютері, на зовнішньому вінчестері та у хмарах, на гнучких дисках та в мережевому сховищі. А деякі файли додатково можна надрукувати: наприклад, важливі документи чи улюблені фотографії.

Редакція Audio and Video познайомила вас з основними способами зберігання інформації, сподіваємося, стаття була для вас корисною. А тепер розкажіть, будь ласка, як ви зберігаєте свої важливі файли?