Основными требованиями, предъявляемыми к современным структурам хранения, являются:
- независимость от программ, использующих хранимые данные,
- обеспечение полноты и минимальной избыточности данных,
- возможность актуализации данных (т.е. пополнения или изменения значений данных, записанных в базе),
- возможность извлечения данных, а также сортировки и поиска по заданным критериям.
Наиболее часто в роли структур хранения данных выступают базы или банки данных.
База данных (БД) – специально организованная совокупность взаимосвязанных данных, отражающих состояние выделенной предметной области в реальной действительности и предназначенной для совместного использования при решении задач многими пользователями.
БД представляет собой комплекс информационных, технических, программных, лингвистических и организационных средств, обеспечивающих сбор, хранение, поиск и обработку данных.
Банк данных – универсальная база данных, обслуживающая любые запросы прикладных программ вместе с соответствующим программным обеспечением.
Технология проектирования автоматизированной обработки информации при решении любой задачи подразделяется на четыре этапа:
-начальный;
-подготовительный; -основной;
-заключительный.
Состав и структура операций каждого из этапов технологического процесса могут быть различными в зависимости от используемых средств ВТ, средств оргсвязи и требований к технологии преобразования информации. По своему назначению технологические операции бывают вспомогательными, основными и контрольными. Вторые составляют основу и относятся к операциям внутримашинной технологии обработки данных. Это операции упорядочения, корректировки, накопления и собственно обработки.
Упорядочение — произвольно расположенные данные размещаются в определенной последовательности значений ключевых слов.
Корректировка — процесс внесения изменений в уже сформированные файлы данных, позволяющий поддержать их в актуальном для обработки состоянии.
Накопление — процесс периодического добавления данных в существующие файлы с целью формирования исходных данных за определенный интервал времени.
Обработка — выполнение всех арифметических и логических операций по преобразованию исходной информации в результатную.
Существуют различные формы внутримашинной технологии обработки информации. Наиболее распространенными формами являются обработка данных в пакетном и диалоговом режимах.
Иногда автоматизированное решение задач должно согласовываться по времени с ходом управляемых процессов. Соответственно организация обработки информации для этих нужд получила название технологии обработки данных в режиме реального времени. Важной характеристикой, определяющей область применения режима реального времени является скорость реакции системы управления на изменение состояний объекта управления.
В настоящее время прослеживается тенденция к максимальному приближению информационных и программных ресурсов к пользователю. ПЭВМ, работающие в сети, имеют существенное преимущество перед АРМ, работающими в режиме разделения времени. А, главное, средства интеллектуального интерфейса обеспечивают пользователя простыми и надежными способами решения своих профессиональных задач.
На заключительном этапе производится контроль и выпуск результатных документов.
Все этапы разработки технологических процессов (предпроектная стадия, техническое проектирование, стадия рабочего проектирования, ввода в действие, функционирование, сопровождение, модернизация) документируются.
Документирование — оформление описания выбранных вариантов построения информационной технологии с комментариями, обеспечивающими их использование в процессе эксплуатации системы. Наличие документального обоснования позволяет проверить правильность варианта.
Рациональное построение и оптимизация информационных технологий возможны только на основе использования параметрической модели процесса.
Параметры — измеримые величины, характеризующие структуру процесса и его развитие. Параметры информационных технологий отражают взаимосвязанное множество характеристик процессов. Параметры элементов системы проектирования информационной технологии взаимозависимы.
Рассматривая основные характеристики технологических процессов обработки данных, используются обобщенные показатели с дальнейшей их детализацией на других уровнях анализа системы обработки данных. К таким параметрам относятся: экономический эффект от автоматизации обработки данных (ОД); капитальные затраты на средства вычислительной и организационной техники; стоимость проектирования тех. процессов ОД; ресурсы на проектирование и эксплуатацию системы; срок проектирования технологии ОД; эксплуатационные расходы; параметры функциональных задач;
параметры вычислительной и организационной техники; стоимость организации и эксплуатации БД или файлов данных; параметры структур хранения и стоимость хранения данных; время доступа к данным;
время решения функциональных задач пользователей; эффективность методов контроля.
Анализируя вышесказанное, можно выделить три группы параметров: исходные — параметры задач, параметры ВТ, ресурсы, параметры структур хранения; промежуточные и результатные — экономический эффект от автоматизированной обработки данных, эксплуатационные расходы, срок и стоимость проектирования и т. д.
На технологию обработки данных влияют факторы, не зависящие или слабо зависящие от проектировщика, — нерегулируемые, и факторы, на которые он может оказать существенное влияние, — регулируемые (управляемые).
К нерегулируемым параметрам технологии можно отнести: объем входных и выходных данных; сложность алгоритма и объем вычислений; периодичность и регламентность решения задач; степень использования результатов одной задачи в других задачах; параметры жестко заданных технических средств и общесистемного программного обеспечения и т. д.
К регулируемым параметрам технологии можно отнести выбор характеристик технических средств и программного обеспечения, параметры информационного обеспечения, методы контроля и защиты данных, размещение технических средств, последовательность операций технологического процесса.
В процессе выбора регулируемых (управляемых) параметров при проектировании технологии обработки данных удобно использовать методы математического моделирования. Иногда для упрощения задачи приходится рассматривать отдельные фрагменты технологического процесса, осуществляя поиск рациональных решений. Таким методом следует пользоваться очень осторожно, так как частичная оптимизация может оказать отрицательное влияние на общую оптимизацию.
Практика обработки данных и ряд теоретических исследований показали целесообразность выбора некоторых значений регулируемых параметров технологии в случае принятия нерегулируемыми параметрами определенного значения. Например, при большом объеме входных данных с целью уменьшения затрат времени на их обработку рекомендуется подготовку данных осуществлять на многопультовых системах подготовки данных на магнитном носителе. При этом следует максимально использовать программные методы контроля с точной локализацией ошибок, обнаруженных в процессах ввода и обработки информации. Это позволяет обеспечить процесс нахождения и исправления ошибок.
Большой объем входных данных диктует в качестве целесообразной технологии выбирать такую технологию, которая предусматривает уменьшение количества вычислений в программах вывода, обеспечение возможности возобновления печати в случае сбоя, обрыва и замятия бумаги, обеспечение надежности устройств вывода, в том числе путем резервирования, проработки методов размножения табуляграмм и т. п.
Сложность алгоритма и большой объем вычислений определяют необходимость создания в программах контрольных точек, которые позволят возобновить обработку данных в случае каких-либо сбоев ЭВМ не с самого начала, а с ближайшей контрольной точки.
Проектирование рациональной технологии следует рассматривать как задачу принятия решений. Каждая задача такого типа характеризуется наличием ряда целей и наличием различных путей достижения этих целей с различной эффективностью их реализации. Эффективность реализации различных вариантов технологического процесса количественно определяется с помощью критерия эффективности.
Пользуясь этим показателем, можно определить сравнительные достоинства и недостатки различных вариантов организации технологических процессов. Важно также учитывать эффективность использования тех или иных готовых программных продуктов однотипных или близких по своим функциональным возможностям, будь то табличные процессоры, текстовые редакторы, базы данных или интегрированные пакеты прикладных программ ППП. Анализируя сложность системы (например, промышленное предприятие) в качестве критерия часто используется отношение затрат и выпуска. Этот критерий целесообразно применять и при анализе технологии обработки данных. Выпуском при этом можно считать удовлетворение информационных потребностей пользователей. При этом затраты и выпуск должны быть выражены в одних и тех же единицах. Тогда критерий оценки вариантов технологий может быть определен величиной: K = W - Z где W — стоимостная оценка выпуска;
Z — затраты на разработку (приобретение, модификацию) и функционирование технологии обработки данных.
При этом предпочтение отдается варианту с большим значением K. Когда для разных технологий наблюдается одинаковое удовлетворение информационных потребностей пользователей, в качестве критерия эффективности можно принять затраты (Z). В этом случае выбор вариантов технологий должен осуществляться по минимуму затрат.