Компьютерная информационная система в структуре организации
2.1 Схема внедрения компьютерной ИС в организацию
Повышение качества управления организацией связанно с ускорением обработки информации за счет автоматизации процессов принятия решений.
Компьютерные автоматизированные информационные системы разрабатываются и внедряются в структуру организации. На рисунке 3 приведена схема управления организацией с использованием ИС.
Система управления, состоящая из управляющего органа и объекта управления, объединяется с информационной системой. ИС состоит из базы данных и приложений, входящих в состав автоматизированных рабочих мест (см. рис.2.). Приложения – это программы, решающие информационные задачи пользователей. Они используют исходные данные, хранящиеся в базе данных. Результаты решения информационных задач также размещаются в БД. Обычно под информационными понимают следующие типы задач: — ввод, вывод и модификация информации, -подготовка и вывод на печать документов, -подготовка и отправка электронных сообщений, обработка информации с применением математических или логических формул, статистическая обработка данных и т.п.
Автоматизированные рабочие места включают компьютерную технику и приложения, необходимые для работы конкретных специалистов. Например, менеджеров, экономистов, техников, операторов и т.д. Каждый специалист решает свой круг информационных задач, поэтому приложение на его рабочем месте должно «уметь» решать эти задачи.
В современных операционных системах обработка информации выполняется при помощи элементов графического интерфейса — окон. В терминологии современных технологий разработки ИС окна называются формами. Специальные формы, используемые для подготовки бумажных документов, бланков получили название – отчеты.
Внешне приложения состоят из набора форм и отчетов. Обычно форму или отчет связывают с решением конкретной информационной задачи. Например, ввод сведений о клиентах туристической фирмы.
База данных ИС должна содержать все необходимые исходные данные для решения всех возможных пользовательских информационных задач. Информационные задачи, решаемые организацией, связаны с её бизнес – процессами (хозяйственными операциями). Поэтому в БД отражаются все состояния и процессы, происходящие в организации. БД – информационная модель деятельности организации.
2.2. Проектирование ИС
Создание ИС, реализующей ИТ управления, состоит из разработки базы данных и приложений, обеспечивающих функциональность рабочих мест.
Существует много подходов к проектированию БД. Среди них выделяются подходы, ориентированные на структуру предметной области и подходы, ориентированные на действия (динамику), выполняемые в предметной области.
Первая группа методов известна давно и сводится к четырем следующим этапам:
- Системный анализ предметной области;
- Построение информационно- логической модели предметной области;
- Построение даталогической модели предметной области;
- Построение таблиц базы данных.
Системный анализ дает возможность описать объекты, действующие в предметной области, и их информационные свойства. Анализу подвергаются живые объекты и неживые. Существенный вклад дает анализ документов организации. Как правило, объекты предметной области, задействованные в хозяйственных операциях, отражаются своими информационными свойствами в документах. Например, в документе Путевой лист объект Водитель отражается свойствами Фамилия, стаж, категория прав и т.п. А объект Бензин отражается свойствами Марка, количество литров. В то же время сам Путевой лист является объектом и у него есть атрибуты: номер, дата, подпись ответственного лица и т.д.
Во время анализа выявляются связи между свойствами объектов или/и объектами, а также ограничения, накладываемые на количественные характеристики объектов.
Результаты системного анализа оформляются документально. В простейшем случае это может быть таблица вида:
| № п\п | Объекты | Свойства | Связи | Ограничения |
| Преподаватель | Табельный номерФамилияИмяОтчествоКафедраПредметСтаж | студент | ||
| Студент | Номер зачетной книжкиФамилияИмяОтчествоГруппаСпециализация | преподаватель | ||
| … | … | … | … | |
| … | … | … | … |
Информационно- логическая модель (Инфологическая) представляет собой графическое описание семантики предметной области.
Основными элементами в модели являются Сущность и Связь.
Сущности соответствуют объектам предметной области, связи отображают логику их информационного взаимодействия.
Выше приведенная таблица может быть отражена в Инфологической модели следующим образом.
Сущности показаны прямоугольниками, а связи в виде линий с маркерами. Отдельные атрибуты сущностей выделяются в качестве первичных. Они обладают свойством уникальности. Например, табельный номер сотрудника и номер зачетной книжки студента не повторяется.
Связи отражают семантику предметной области. Они имеют имя, например, дипломное проектирование. Сущность в конкретной связи исполняет роль. Например, Преподаватель руководит, а студент пишет дипломный проект. Связи, могут отображать каким, образом взаимодействуют экземпляры одной сущности с экземплярами другой.
Так один преподаватель руководит несколькими студентами.
Типы связей: один к одному, один ко многим, многие ко многим.
Связи могут быть обязательными или необязательными.
Все студенты обязаны написать диплом, но не все преподаватели обязаны руководить проектированием.
Множественность и обязательность могут отражаться на связях различными маркерами. Например, кружками, ромбами, линиями и т. п.
Даталогическая модель определяет внутреннее представление данных с учетом особенностей конкретной СУБД.
Исходными данными для построения даталогической модели является информационно- логическая модель. Сущности заменяются отношениями. Отношение изображается в виде Т – образной таблицы. Сверху имя отношения, слева имена полей, справа типы данных в полях. Для фрагмента ИЛМ преподаватель- студент, Даталогическая модель выглядит так:
Отношения ДЛМ представляют собой описания таблиц базы данных. При этом связи между таблицами реализуются при помощи первичных и вторичных ключей. ТабНомер в отношении Преподаватель является первичным. Он однозначно идентифицирует любую запись в таблице. Данные в этом поле не повторяются. Одноименное поле в таблице студент является вторичным ключом. В нем допускается повторение данных. Это поле добавлено в отношение Студент только для организации связи между таблицами.
Используя ДЛМ легко построить таблицы базы данных в конкретной СУБД.
Для небольших БД допускаются упрощение процедур их проектирования. Ниже приводится пример разработки БД для обеспечения деятельности двух сотрудников.
3. Разработка баз данных для информационных систем
3.1. Получение внутреннего нормализованного представления данных с использованием реляционной модели
В обычном смысле БД представляет собой файл или множество файлов, имеющих определенную организацию. Однако при работе с обычными системами файловой обработки возникает ряд проблем, связанных, в частности, с избыточностью и зависимостью хранящихся в них данных. При проектировании БД эти проблемы решаются.
Пользователь должен принимать участие в процессе проектирования БД, так как только он может определить, какие данные необходимы для работы, указать связи, существующие между этими данными и обратить внимание на тонкости их обработки.
Информационные задачи отдельного пользователя обычно затрагивают лишь часть данных, хранящихся в информационной системе, и описание этих потребностей может не совпадать с описаниями потребностей других пользователей. Представление о том, какая именно информация необходима для работы организации зависит от функциональных задач, выполняемых специалистами (специалист отдела кадров и сотрудники бухгалтерии, руководитель подразделения и т.д.). Эти потребности описываются на внешнем уровне представления данных (представления А, В, и С, см. рис).
Внешних описаний данных, хранящихся в БД, следовательно, может быть множество. Их необходимо свести в единое концептуальное представление, описывающее данные на уровне всей информационной системы в целом. Представление этих данных на внутреннем уровне определяется способом их хранения во внешней памяти.
Рассмотрим пример БД информационной системы фирмы, занимающейся поставками товаров в магазины города, причем будем учитывать только информационные потребности двух сотрудников фирмы (в упрощенной форме – иначе пример был бы слишком громоздким).
Первый сотрудник, занимающийся связями с клиентами, для выполнения своих обязанностей нуждаются в следующей информации:
| Название магазина | Владелец | Телефон | Адрес | ||||||||||
| Фамилия | Имя | Отчество | Дата рождения | Адрес | Паспорт | Улица | Дом | Офис | |||||
| Улица | Дом | Квартира | Серия | Номер | |||||||||
Для второго сотрудника, который работает с платежными формами, необходима другая информация о клиентах:
| Название магазина | ИНН | Телефон | Адрес | Банк | Номер счета | Код по ОКОНХ | Код по ОКПО | ||
| Улица | Дом | Офис | |||||||
Данные, используемые отдельными специалистами, находятся в единой информационной системе предприятия, в общей для них базе данных. Поэтому внешние представления отдельных пользователей должны быть интегрированы в концептуальном представлении, цель описания данных на концептуальном уровне – создание такого формального представления о данных, чтобы любое внешнее представление являлось его подмножеством. В процессе интеграции внешних представлений устраняются двусмысленности и противоречия в информационных потребностях отдельных пользователей. Концептуальное описание, представляющее всю БД, должно быть единственным.
В рассматриваемом примере концептуальное представление должно включать всю информацию, необходимую двум сотрудникам. Противоречия могут возникнуть вследствие того, что сотрудники, которые используют общую информацию, могут представлять ее себе по-разному (например: номер телефона может быть записан в разных форматах). Все эти противоречия должны быть ликвидированы, данные, и форма их представления должны быть согласованы.
Тогда концептуальное описание определяется следующей информацией:
| Название магазина | ИНН | Телефон | Адрес | Владелец | Банк | Номер счета | Код по ОКОНХ | Код по ОКПО | ||||||||||
| Улица | Дом | Офис | Фамилия | Имя | Отчество | Дата рождения | Адрес | Паспорт | ||||||||||
| Улица | Дом | Квартира | Серия | Номер | ||||||||||||||
Данные, описанные концептуальной схемой, должны быть записаны во внешней памяти, на ВЗУ, предназначенных для хранения информации, находящейся в БД. Внутреннее описание данных характеризует способ хранения данных во внешней памяти.
Правила описания данных определяются выбранной моделью данных (в данном случае рассматривается только реляционная модель – самая распространенная на настоящее время).
Если взять описание данных о клиентах фирмы, занимающейся поставками товаров в магазины города, из приведенного выше примера, представленное следующим образом:
 Название магазина | ИНН | Телефон |  Адрес |  Владелец | Банк | Номер счета | Код по ОКОНХ | Код по ОКПО |
| Улица | Дом | Офис | Фамилия | Имя |  Отчество | Дата рождения |  Адрес |  Паспорт |
| Улица | Дом | Квартира | |||
| Серия | Номер |
то данные, описанные этой таблицей не могут в таком виде быть представлены в реляционной БД, так как не все значения являются атомарными (компоненты строк «Владелец» и «Адрес» состоят из нескольких значений, т.е. значения этих атрибутов заменяются другими отношениями, расшифровываются ими; в отношении, описывающем владельца, поля «Адрес» и «Паспорт» также не являются атомарными, следовательно строится иерархия отношений).
При проектировании БД могут быть приняты различные решения, но существуют базовые требования, которые должны учитываться в процессе работы: множество отношений должно обеспечивать минимальную избыточность представления информации; манипулирование данными, корректировка отношений не должна приводить к нарушению целостности данных, двусмысленности и потере информации; перестройка набора отношений при добавлении в БД новых атрибутов должна быть минимальной.
Описание реальных объектов и взаимосвязей между ними во многом носит субъективный характер, но есть определенные общие правила, в частности, правила нормализации. В ходе нормализации обеспечивается защита целостности данных путем устранения дублирования данных. В результате представление данных об одном объекте может быть разбито на несколько более мелких связанных таблиц (декомпозиция без потерь). Ограничения, которые должны соблюдаться при проектировании реляционной БД, достаточно многочисленны. Соблюдение ограничений при определении конкретных отношений в БД связано с реализацией нормальных форм. Нормальные формы нумеруются последовательно, начиная от первой. Чем больше номер нормальной формы, которой удовлетворяет БД, тем больше ограничений на хранимые в БД данные должно соблюдаться. Можно к типичным для реляционных СУБД ограничениям ввести дополнительный набор ограничений, что приведет к увеличению числа нормальных форм.
В плохо спроектированной БД вся информация может храниться в одной таблице. Для описанного выше примера такая таблица могла бы содержать следующие столбцы:
| Название магазина | ИНН | Телефон | Улица магазин |