ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Основным физическим способом реализации операции транс­портировки является использование локальных сетей и сетей пере­дачи данных. При разработке и использовании сетей для обеспече­ния совместимости используется ряд стандартов, объединенных в семиуровневую модель открытых систем, принятую во всем мире и определяющую правила взаимодействия компонентов сети на дан­ном уровне (протокол уровня) и правила взаимодействия компо­нентов различных уровней (межуровневый интерфейс) [4, 36]. Meждународные стандарты в области сетевого информационного об­мена нашли отражение в эталонной семиуровневой модели, из­вестной как модель OSI (Open System Intercongtction — связь от­крытых систем) (рис. 4.3). Данная модель разработана международ­ной организацией по стандартизации (International Standards Organization — ISO). Большинство производителей сетевых про­граммно-аппаратных средств стремятся придерживаться модели OSI. Но в целом добиться полной совместимости пока не удается.

Физический уровень реализует физическое управление и отно­сится к физической цепи, например телефонной, по которой пере­дается информация. На этом уровне модель OSI определяет физи­ческие, электрические, функциональные и процедурные характе­ристики цепей связи, а также требования к сетевым адаптерам и модемам.

Канальный уровень. На этом уровне осуществляется управление звеном сети (каналом) и реализуется пересылка блоков (совокуп­ности битов) информации по физическому звену. Осуществляет та­кие процедуры управления, как определение начала и конца блока, обнаружение ошибок передачи, адресация сообщений и др. Ка­нальный уровень определяет правила совместного использования сетевых аппаратных средств компьютерами сети.

Сетевой уровень относится к виртуальной (воображаемой) цепи, которая не обязана существовать физически. С помощью интер­фейса, обеспечиваемого этим уровнем, удается «спрятать» сложно­сти управления передачей на физическом уровне. Программные средства данного уровня обеспечивают определение маршрута пе­редачи пакетов в сети. Маршрутизаторы, обеспечивающие поиск оптимального маршрута на основе анализа адресной информации, функционируют на сетевом уровне модели OSI. В качестве про­стейшего маршрутизирующего устройства между сегментами сети

Рис. 4.3. Связь открытых систем

или различными локальными сетями может выступать и устройст­во, функционирующее на более низком канальном уровне модели OSI, называемое мостом.

Транспортный уровень. Первые три уровня образуют общую сеть, в которой коллективно могут работать многие пользователи. На транспортном уровне контролируется очередность пакетов со­общений и их принадлежность. Таким образом, в процессе обмена между компьютерами поддерживается виртуальная связь, анало­гичная телефонной коммутации.

Сеансовый уровень. В некоторых случаях трудно организовать процесс взаимодействия между пользователями из-за обилия спо­собов такого взаимодействия. Для устранения этих трудностей на данном уровне координируются и стандартизируются процессы ус­тановления сеанса, управления передачей и приемом пакетов сооб­щений, завершения сеанса. На сеансовом уровне между компьюте­рами устанавливается и завершается виртуальная связь по такому же принципу, как при голосовой телефонной связи.

Управление представлением. Программные средства этого уровня выполняют преобразования данных из внутреннего формата пере­дающего компьютера во внутренний формат компьютера-получате­ля, если эти форматы отличаются друг от друга (например, IBM PC и DEC). Данный уровень включает функции, относящиеся к ис­пользуемому набору символов, кодированию данных и способам представления данных на экранах дисплеев или печати. Помимо конвертирования форматов на данном уровне осуществляется сжа­тие передаваемых данных и их распаковка.

Прикладной уровень относится к функциям, которые обеспечи­вают поддержку пользователю на более высоком прикладном и системном уровнях, например:

• организация доступа к общим сетевым ресурсам: информа­ции, дисковой памяти, программным приложениям, внешним уст­ройствам (принтерам, стримерам и др.);

• общее управление сетью (управление конфигурацией, разгра­ничение доступа к общим ресурсам сети, восстановление работо­способности после сбоев и отказов, управление производительно­стью);

• передача электронных сообщений, включая электронную почту;

• организация электронных конференций;

• диалоговые функции высокого уровня.

Модель OSI представляет собой стандартизированный каркас и общие рекомендации, требования же к конкретным компонентам сетевого программного обеспечения задаются протоколами.

Протокол является стандартом в области сетевого программного обеспечения и определяет совокупность функциональных и экс­плуатационных требований к какому-либо его компоненту, которых придерживаются производители этого компонента. Требования про­токола могут отличаться от требований эталонной модели OSI.

Международный институт инженеров по электротехнике и ра­диоэлектронике (ШЕЕ) разработал стандарты для протоколов пере­дачи данных в локальных сетях. Эти стандарты, которые описыва­ют методы доступа к сетевым каналам данных, получили название IEEE 802.

Протоколы сетевого взаимодействия можно классифицировать по степени близости к физической среде передачи данных. Это протоколы:

• нижнего уровня, распространяемые на канальный и физиче­ский уровни модели OSI;

• среднего уровня, распространяемые на сетевой, транспорт­ный и сеансовый уровни OSI;

• верхнего уровня, распространяемые на уровень представле­ния и прикладной уровень модели OSI.

При каждой реализации протоколов вышестоящих уровней ис­пользуются реализации протоколов нижестоящих уровней.

Протоколы нижнего уровня OSI соответствуют уровню сетевых аппаратных средств и нижнему уровню сетевого программного обеспечения. Среди наиболее распространенных стандартов данно­го уровня выделим следующие [11, 12, 30]:

• стандарт NDIS (Network Driver Interface Specification — спе­цификация интерфейса сетевых драйверов), разработанный совме­стно фирмами Microsoft и 3Com;

• стандарт ODI (Open Datalink Interface — открытый интерфейс связи), разработанный совместно фирмами Novell и Apple Computer.

Данные стандарты позволяют реализовывать протоколы средне­го уровня независимо от сетевых аппаратных средств и обеспечива­ют совместное функционирование разнотипных протоколов сред­него уровня. Универсальный интерфейс канального уровня пред­ставлен на рис. 4.4. Производители сетевых аппаратных средств, как правило, разрабатывают драйверы, удовлетворяющие обоим стандартам.

Рис. 4.4. Универсальный интерфейс канального уровня

Драйвер сетевого адаптера является последним программным компонентом перед физическим уровнем модели OSI и называется подуровнем управления доступом к среде MAC (Media Access Control). Подуровень MAC ориентирован на выполнение таких функций, как непосредственное управление доступом к передаю­щей среде, проверке пакетов сообщений на наличие ошибок.

Подуровень LLC (Logical Line Control) считается независимым от особенностей физической передающей среды и используемых методов доступа к каналам передачи данных. Стандарты по разра­ботке интерфейсов для связи реализаций протоколов среднего уровня модели OSI с драйверами сетевых аппаратных средств отно­сятся прежде всего к подуровню LLC.

Протоколы среднего уровня распространяются на сетевой, транспортный и сеансовый уровни эталонной модели. По типу межкомпьютерного обмена эти протоколы можно классифициро­вать следующим образом:

• сеансовые протоколы (протоколы виртуального соединения);

• дейтаграммные протоколы.

Сеансовые протоколы определяют организацию передачи ин­формации между компьютерами по так называемому виртуальному каналу в три этапа:

• установление виртуального канала (установка сеанса);

• реализация непосредственного обмена информацией;

• уничтожение виртуального канала (разъединение).

В сеансовых протоколах порядок следования пакетов при пере­даче соответствует их исходному порядку в сообщении, а передача осуществляется с подтверждением доставки, а в случае потери от­правленных пакетов они передаются повторно.

При использовании дейтаграммных протоколов пакеты сооб­щений передаются так называемыми дейтаграммами независимо друг от друга, поэтому порядок доставки пакетов каждого сооб­щения может не соответствовать их исходному порядку в сооб­щении. При этом пакеты сообщений передаются без подтвер­ждения.

Таким образом, с точки зрения достоверности, сеансовые про­токолы являются более предпочтительными, зато скорость переда­чи при использовании дейтаграммных протоколов гораздо выше.

Любой протокол среднего уровня предусматривает следующие этапы реализации межкомпьютерного обмена:

• инициализация связи;

• непосредственный информационный обмен;

• завершение обмена.

Наиболее часто используемыми наборами протоколов среднего уровня являются следующие:

• набор протоколов SPX/IPX, используемый в локальных се­тях, функционирующих под управлением сетевой операционной системы NetWare;

• протоколы NetBIOS и NetBEUI, поддерживаемые большин­ством сетевых операционных систем и используемые только в ло­кальных сетях;

• протоколы TCP/IP, являющиеся стандартом для глобальной сети Internet, используемые в локальных сетях и поддерживаемые большинством сетевых операционных систем.

Набор протоколов SPX/IPX используется в сетевой операцион­ной системе NetWare фирмы Novell.

Протокол IPX (Internetwork Packet Exchange — межсетевой об­мен пакетами) является дейтаграммным протоколом и соответству­ет сетевому уровню эталонной модели. Применяется для выполне­ния функций адресации при обмене пакетами сообщений.

Протокол SPX (Sequenced Packet Exchange — последовательный обмен пакетами) является сеансовым протоколом и соответствует транспортному и сеансовому уровням эталонной модели. По степе­ни близости к самому низкому уровню эталонной модели протокол SPX находится над протоколом IPX и использует этот протокол.

Драйвер, реализующий протокол SPX использует в процессе своей работы драйвер, реализующий протокол IPX. Протокол IPX является более быстродействующим, чем протокол SPX.

Важным недостатком протоколов SPX и IPX является несо­вместимость с протоколами TCP/IP, используемыми в глобальной сети Интернет. Для подключения локальной сети NetWare к Интернету используется один из следующих способов:

• непосредственная инсталляция на каждом сетевом компьюте­ре драйверов, реализующих набор протоколов TCP/IP;

• подключение локальной сети к Интернету через шлюз IPX-IP. Протоколы NetBIOS и NetBEUI разработаны фирмой IBM и

предназначены только для локальных компьютерных сетей.

Протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System — базо­вая система ввода-вывода) соответствует сетевому, транспортному и сеансовому уровням эталонной модели. Реализация данного про­токола обеспечивает прикладной интерфейс, используемый для создания сетевых программных приложений.

Протокол NetBEUI (Extended User Interface NetBIOS — расши­ренный пользовательский интерфейс NetBIOS) является модифи­кацией предыдущего протокола и распространяется только на сете­вой и транспортный уровни.

Реализации протоколов NetBIOS и NetBEUI обеспечивают ре­шение следующих задач: поддержка имен, поддержка сеансового и дейтаграммного взаимодействия, получение информации о состоя­нии сети.

Достоинства протоколов NetBIOS и NetBEUI: удобная адреса­ция, высокая производительность, самонастройка и хорошая защи­та от ошибок, экономное использование оперативной памяти.

Недостатки NetBIOS и NetBEUI связаны с отношением к гло­бальным сетям: отсутствие поддержки функций маршрутизации и низкая производительность.

Семейство протоколов TCP/IP было разработано для объедине­ния различных компьютерных сетей в одну глобальную сеть, полу­чившую название Интернет.

Семейство протоколов TCP/IP включает протоколы, относя­щиеся как к средним, так и другим уровням модели OSI:

• прикладной уровень и уровень представления — протокол пе­редачи файлов (FTP), протоколы электронной почты (SMTP, РОРЗ, IMAP4), протоколы удаленного доступа (SLIP, PPP, Telnet), протокол сетевой файловой системы (NPS), протокол управления сетями (SNMP), протокол передачи гипертекста (НТРР) и др.;

• сеансовый и транспортные уровни — протоколы TCP и UDP;

• сетевой уровень — протоколы IP, ICMP, IGMP;

• канальный уровень — протоколы ARP, RARP.

Дейтаграммный протокол IP (Internet Protocol) является основ­ным для сетевого уровня и обеспечивает маршрутизацию переда­ваемых пакетов сообщений.

Протокол ICMP (Internet Control Message Protocol) отвечает за обмен сообщениями об ошибках и другой важной информацией с программными средствами сетевого уровня на другом компьютере, маршрутизаторе или шлюзе.

Протокол IGMP (Internet Management Protocol) используется для отправки IP-пакетов множеству компьютеров в сети.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) является прото­колом сетевого уровня и обеспечивает надежную передачу данных между двумя компьютерами путем организации виртуального кана­ла обмена и использования его для передачи больших массивов

данных.

Протокол UDP (User Datagram Protocol) реализует гораздо бо­лее простой сервис передачи, обеспечивая надежную доставку дан­ных без установления логического соединения.

Протоколы верхнего уровня соответствуют уровню пользовате­лей и прикладных программ и распространяются на уровень пред­ставления и прикладной уровень эталонной модели сетевого взаи­модействия. Наиболее распространенными являются следующие высокоуровневые протоколы:

• перенаправления запросов и обмена сообщениями (SMB, NCP);

• управления сетями (SNMP);

• сетевой файловой системы (NFS);

• вызова удаленных процедур (RPC);

• повышающие эффективность использования протоколов TCP/IP среднего уровня (DNS, DHSP);

• удаленного доступа к компьютерным ресурсам (SLIP, PPP, Telnet);

• передачи файлов (FTP);

• передачи гипертекста (HTTP);

• электронной почты (SMTP, POP3, IMAP4);

• организации электронных конференций и системы новостей (NNTP).

Протокол SMB (Server Message Blocks — блоки серверных сооб­щений), разработанный совместно корпорациями Microsoft, Intel и IBM, используется в сетевых операционных системах Windows NT, Lan Manager, LAN Server. Данный протокол определяет серии ко­манд, используемых для передачи информации между сетевыми компьютерами.

Протокол NCP (NetWare Core Protocol — протокол ядра NetWare) разработан фирмой Novell и используется в сетевых ОС NetWare.

Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol — про­стой протокол управления сетью) осуществляет гибкое и полное управление сетью, при этом предполагается выполнение админист­ратором следующих функций: управление конфигурацией, досту­пом к общим сетевым ресурсам, производительностью, подготов­кой к восстановлению, восстановлением. При этом любая из функ­ций управления должна обеспечивать решение трех базовых задач:

• получение информации о состоянии управляемого объекта;

• анализ полученной информации и выработка управляющих воздействий;

• передача управляющих воздействий на исполнение.

Протокол NFS (Network File System — сетевая файловая систе­ма) предназначен для предоставления универсального интерфейса работы с файлами для различных операционных систем, сетевых архитектур и протоколов среднего уровня.

Протокол RPC (Remote Procedure Call — сервис вызова удален­ных процедур) предназначен для организации межпрограммных взаимодействий для сети «клиент—сервер» и обеспечивает связь между процессами-клиентами и процессами-серверами, реализо­ванными на разных компьютерах сети.

Протокол DNS (Domain Name System — система доменных имен) предназначен для установления соответствия между смысло­выми символьными именами и IP — адресами компьютеров.

Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — прото­кол динамической конфигурации компьютеров) позволяет автома­тически назначать IP-адреса подключаемых к сети компьютеров и изменять их при перемещении из одной подсети в другую.

Протокол SLIP (Serial Line Internet Protocol — протокол Интер­нета последовательного соединения) обеспечивает работу протоко­лов TCP/IP при коммутируемом телефонном соединении.

Протокол РРР (Point-to-Point Protocol — протокол «точка-точ­ка») обеспечивает установление соединения и реализацию непо­средственного обмена информацией, а также по сравнению со SLIP позволяет решать следующие задачи:

• конфигурация и проверка качества связи;

• подтверждение подлинности (аутентификация) удаленного пользователя;

• динамическое присвоение адресов IP и управление этими ад­ресами;

• обнаружение и коррекция ошибок и др.

Протокол РРТР (Point-to-Point Tunntling Protocol — туннель­ный протокол «точка-точка») ориентирован на поддержку мульти-протокольных виртуальных частных сетей (Virtual Private Networks — VPN) и предоставляет возможность удаленным пользо­вателям иметь безопасный доступ к корпоративным сетям по Ин­тернету.

Протокол Telnet является общепризнанным стандартом удален­ного дистанционного управления в Интернете, позволяющим в ре­жиме командной строки запускать и выполнять программы на компьютере, с которым установлено удаленное соединение.

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

Обработка информации состоит в получении одних «информа­ционных объектов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов и является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным средст­вом увеличения ее объема и разнообразия.

На самом верхнем уровне можно выделить числовую и нечи­словую обработку. В указанные виды обработки вкладывается раз­личная трактовка содержания понятия «данные». При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векто­ры, матрицы, многомерные массивы, константы и т.д. При нечи­словой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, ие­рархии, сети, отношения и т.д. Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет боль­шого значения, в то время как при нечисловой обработке нас ин­тересуют непосредственные сведения об объектах, а не их сово­купность в целом.

С точки зрения реализации на основе современных достижений вычислительной техники выделяют следующие виды обработки информации:

• последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архитектуре ЭВМ, располагающей одним про­цессором;

• параллельная обработка, применяемая при наличии несколь­ких процессоров в ЭВМ;

• конвейерная обработка, связанная с использованием вархи­тектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, причем если эти задачи тождественны, то это последовательный конвейер, если задачи одинаковые — векторный конвейер.

Принято относить существующие архитектуры ЭВМ с точки зре­ния обработки информации к одному из следующих классов [35].

Архитектуры с одиночным потоком команд и данных (SISD). Кэтому классу относятся традиционные фоннеймановские однопро­цессорные системы, где имеется центральный процессор, работаю­щий с парами «атрибут — значение».

Архитектуры с одиночными потоками команд и данных (SIMD).Особенностью данного класса является наличие одного (централь­ного) контроллера, управляющего рядом одинаковых процессоров. В зависимости от возможностей контроллера и процессорных эле­ментов, числа процессоров, организации режима поиска и характе­ристик маршрутных и выравнивающих сетей выделяют:

• матричные процессоры, используемые для решения вектор­ных и матричных задач;

• ассоциативные процессоры, применяемые для решения нечи­словых задач и использующие память, в которой можно обращать­ся непосредственно к информации, хранящейся в ней;

• процессорные ансамбли, применяемые для числовой и нечи­словой обработки;

• конвейерные и векторные процессоры.

Архитектуры с множественным потоком команд и одиночным по­током данных (MISD).К этому классу могут быть отнесены кон­вейерные процессоры.

Архитектуры с множественным потоком команд и множественным потоком данных (MIMD).К этому классу могут быть отнесены сле­дующие конфигурации: мультипроцессорные системы, системы с мультобработкой, вычислительные системы из многих машин, вы­числительные сети.

Основные процедуры обработки данных представлены на рис. 4.5.

Создание данных, как процесс обработки, предусматривает их образование в результате выполнения некоторого алгоритма и дальнейшее использование для преобразований на более высоком уровне.

Модификация данных связана с отображением изменений в ре­альной предметной области, осуществляемых путем включения но­вых данных и удаления ненужных.

Рис. 4.5 Основные процедуры обработки данных

Контроль, безопасность и целостность направлены на адекват­ное отображение реального состояния предметной области в ин­формационной модели и обеспечивают защиту информации от не­санкционированного доступа (безопасность) и от сбоев и повреж­дений технических и программных средств.

Поиск информации, хранимой в памяти компьютера, осущест­вляется как самостоятельное действие при выполнении ответов на различные запросы и как вспомогательная операция при обработке информации.

Поддержка принятия решения является наиболее важным дей­ствием, выполняемым при обработке информации. Широкая аль­тернатива принимаемых решений приводит к необходимости ис­пользования разнообразных математических моделей [32, 33].

Создание документов, сводок, отчетов заключается в преобра­зовании информации в формы, пригодные для чтения как челове­ком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие опера­ции, как обработка, считывание, сканирование и сортировка доку­ментов.

При преобразовании информации осуществляется ее перевод из одной формы представления или существования в другую, что определяется потребностями, возникающими в процессе реализа­ции информационных технологий.

Реализация всех действий, выполняемых в процессе обработки информации, осуществляется с помощью разнообразных про­граммных средств.

Наиболее распространенной областью применения технологи­ческой операции обработки информации является принятие реше­ний.

В зависимости от степени информированности о состоянии управляемого процесса, полноты и точности моделей объекта и системы управления, взаимодействия с окружающей средой, про­цесс принятия решения протекает в различных условиях:

1. Принятие решений в условиях определенности. Вэтой задаче модели объекта и системы управления считаются заданными, а влияние внешней среды — несущественным. Поэтому между вы­бранной стратегией использования ресурсов и конечным резуль­татом существует однозначная связь, откуда следует, что в условиях определенности достаточно использовать решающее правило для оценки полезности вариантов решений, принимая в качестве опти­мального то, которое приводит к наибольшему эффекту. Если та­ких стратегий несколько, то все они считаются эквивалентными. Для поиска решений в условиях определенности используют мето­ды математического программирования.

2. Принятие решений в условиях риска.В отличие от предыду­щего случая для принятия решений в условиях риска необходи­мо учитывать влияние внешней среды, которое не поддается точ­ному прогнозу, а известно только вероятностное распределение ее состояний. В этих условиях использование одной и той же стратегии может привести к различным исходам, вероятности появления которых считаются заданными или могут быть опре­делены. Оценку и выбор стратегий проводят с помощью решаю­щего правила, учитывающего вероятность достижения конечного результата.

3. Принятие решений в условиях неопределенности.Как и в пре­дыдущей задаче между выбором стратегии и конечным результатом отсутствует однозначная связь. Кроме того, неизвестны также зна­чения вероятностей появления конечных результатов, которые либо не могут быть определены, либо не имеют в контексте содер­жательного смысла. Каждой паре «стратегия — конечный резуль­тат» соответствует некоторая внешняя оценка в виде выигрыша. Наиболее распространенным является использование критерия по­лучения максимального гарантированного выигрыша.

4. Принятие решений в условиях многокритериальности. В любой из перечисленных выше задач многокритериальность возникает в случае наличия нескольких самостоятельных, не сводимых одна к другой целей. Наличие большого числа решений усложняет оценку и выбор оптимальной стратегии. Одним из возможных путей реше­ния является использование методов моделирования.

Решение задач с помощью искусственного интеллекта заключа­ется в сокращении перебора вариантов при поиске решения, при этом программы реализуют те же принципы, которыми пользуется в процессе мышления человек.

Экспертная система пользуется знаниями, которыми она обла­дает в своей узкой области, чтобы ограничить поиск на пути к ре­шению задачи путем постепенного сужения круга вариантов.

Для решения задач в экспертных системах используют:

• метод логического вывода, основанный на технике доказа­тельств, называемой резолюцией и использующей опровержение отрицания (доказательство «от противного»);

• метод структурной индукции, основанный на построении де­рева принятия решений для определения объектов из большого числа данных на входе;

• метод эвристических правил, основанных на использовании опыта экспертов, а не на абстрактных правилах формальной логи­ки;

• метод машинной аналогии, основанный на представлении информации о сравниваемых объектах в удобном виде, например, в виде структур данных, называемых фреймами.

Источники «интеллекта», проявляющегося при решении зада­чи, могут оказаться бесполезными либо полезными или экономич­ными в зависимости от определенных свойств области, в которой поставлена задача. Исходя из этого, может быть осуществлен вы­бор метода построения экспертной системы или использования го­тового программного продукта.

Процесс выработки решения на основе первичных данных, схе­ма которого представлена на рис. 4.6, можно разбить на два этапа: выработка допустимых вариантов решений путем математической формализации с использованием разнообразных моделей и выбор оптимального решения на основе субъективных факторов.

Информационные потребности лиц, принимающих решение, во многих случаях ориентированы на интегральные технико-эко­номические показатели, которые могут быть получены в результате обработки первичных данных, отражающих текущую деятельность предприятия. Анализируя функциональные взаимосвязи между итоговыми и первичными данными, можно построить так называе­мую информационную схему, которая отражает процессы агреги­рования информации. Первичные данные, как правило, чрезвы­чайно разнообразны, интенсивность их поступления высока, а об­щий объем на интересующем интервале велик. С другой стороны состав интегральных показателей относительно мал, а требуемый

Рис. 4.6. Процесс выработки решения на основе первичных данных

период их актуализации может быть значительно короче периода изменения первичных данных — аргументов.

Для поддержки принятия решений обязательным является на­личие следующих компонент:

• обобщающего анализа;

• прогнозирования;

• ситуационного моделирования.

В настоящее время принято выделять два типа информацион­ных систем поддержки принятия решений.

Системы поддержки принятия решений DSS (Decision Support System) осуществляют отбор и анализ данных по различным харак­теристикам и включают средства:

• доступа к базам данных;

• извлечения данных из разнородных источников;

• моделирования правил и стратегии деловой деятельности;

• деловой графики для представления результатов анализа;

• анализа «если что»;

• искусственного интеллекта на уровне экспертных систем. Системы оперативной аналитической обработки OLAP (OnLine Analysis Processing) для принятия решений используют следующие средства:

• мощную многопроцессорную вычислительную технику в виде специальных OLAP-серверов;

• специальные методы многомерного анализа;

• специальные хранилища данных Data Warehouse.

Реализация процесса принятия решений заключается в по­строении информационных приложений. Выделим в информаци­онном приложении типовые функциональные компоненты, доста­точные для формирования любого приложения на основе БД [2].

PS (Presentation Services) — средства представления.Обеспечива­ются устройствами, принимающими ввод от пользователя и ото­бражающими то, что сообщает ему компонент логики представле­ния PL, плюс соответствующая программная поддержка. Может быть текстовым терминалом или X-терминалом, а также персо­нальным компьютером или рабочей станцией в режиме программ­ной эмуляции терминала или Х-терминала.

PL (Presentation Logic) — логика представления.Управляет взаи­модействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия пользователя по выбору альтернативы меню, по нажатию кнопки или выбору элемента из списка.

BL (Business or Application Logic) — прикладная логика.Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить приложение.

DL (Data Logic) — логика управления данными.Операции с ба­зой данных (SQL-операторы SELECT, UPDATE и INSERT), кото­рые нужно выполнить для реализации прикладной логики управле­ния данными.

DS (Data Services) — операции с базой данных.Действия СУБД, вы­зываемые для выполнения логики управления данными, такие как ма­нипулирование данными, определения данных, фиксация или откат транзакций и т.п. СУБД обычно компилирует SQL-приложения.

FS (File Services) — файловые операции.Дисковые операции чте­ния и записи данных для СУБД и других компонент. Обычно явля­ются функциями ОС.

Среди средств разработки информационных приложений мож­но выделить следующие основные группы:

• традиционные системы программирования;

• инструменты для создания файл-серверных приложений;

• средства разработки приложений «клиент—сервер»;

• средства автоматизации делопроизводства и документооборота;

• средства разработки Интернет/Интранет-приложений;

• средства автоматизации проектирования приложений.

4.4. ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Хранение и накопление являются одними из основных дейст­вий, осуществляемых над информацией и главным средством обес­печения ее доступности в течение некоторого промежутка времени. В настоящее время определяющим направлением реализации этой операции является концепция базы данных, склада (хранилища) данных.

База данных может быть определена как совокупность взаимо­связанных данных, используемых несколькими пользователями и хранящихся с регулируемой избыточностью. Хранимые данные не зависят от программ пользователей, для модификации и внесения изменений применяется общий управляющий метод.

Банк данных— система, представляющая определенные услуги по хранению и поиску данных определенной группе пользователей по определенной тематике.

Система баз данных— совокупность управляющей системы, прикладного программного обеспечения, базы данных, операцион­ной системы и технических средств, обеспечивающих информаци­онное обслуживание пользователей.

Хранилище данных(ХД — используют также термины Data Warehouse, «склад данных», «информационное хранилище») — это база, хранящая данные, агрегированные по многим измерениям. Основные отличия ХД от БД: агрегирование данных; данные из ХД никогда не удаляются; пополнение ХД происходит на периодиче­ской основе; формирование новых агрегатов данных, зависящих от старых — автоматическое; доступ к ХД осуществляется на основе многомерного куба или гиперкуба.

Альтернативой хранилищу данных является концепция витрин данных (Data Mart). Витрины данных— множество тематических БД, содержащих информацию, относящуюся к отдельным инфор­мационным аспектам предметной области.

Еще одним важным направлением развития баз данных явля­ются репозитарии. Репозитарий, в упрощенном виде, можно рас­сматривать просто как базу данных, предназначенную для хране­ния не пользовательских, а системных данных. Технология репозитариев проистекает из словарей данных, которые по мере обогаще­ния новыми функциями и возможностями приобретали черты ин­струмента для управления метаданными.

Каждый из участников действия (пользователь, группа пользо­вателей, «физическая память») имеет свое представление об ин­формации.

По отношению к пользователям применяют трехуровневое представление для описания предметной области: концептуальное, логическое и внутреннее (физическое) (рис. 4.7).

Концептуальный уровень связан с частным представлением дан­ных группы пользователей в виде внешней схемы, объединяемых общностью используемой информации. Каждый конкретный поль­зователь работает с частью БД и представляет ее в виде внешней модели. Этот уровень характеризуется разнообразием используе­мых моделей (модель «сущность—связь», ER-модель, модель Чена), бинарные и инфологические модели, семантические сети). На рис. 4.8 представлен фрагмент предметной базы данных «Сбыт» и одно из возможных его концептуальных представлений, которое отража­ет не только объекты и их свойства, но и взаимосвязи между ними.

Логический уровень является обобщенным представлением дан­ных всех пользователей в абстрактной форме. Используются три вида моделей: иерархические, сетевые и реляционные.

Сетевая модель является моделью объектов-связей, допускаю­щей только бинарные связи «многие к одному» и использует для описания модель ориентированных графов.

Иерархическая модель является разновидностью сетевой, являю­щейся совокупностью деревьев (лесом).

Рис. 4.7. Описание предметной области

Рис. 4.8. Фрагмент предметной базы данных «Сбыт» и одно из его возможных концептуальных представлений

Реляционная модель использует представление данных в виде таблиц (реляций), в ее основе лежит математическое понятие тео­ретико-множественного отношения, она базируется на реляцион­ной алгебре и теории отношений.

Представление предметной базы данных «Сбыт» на логическом уровне для различных моделей показано на рис. 4.9.

Физический (внутренний) уровень связан со способом фактиче­ского хранения данных в физической памяти ЭВМ. Во многом оп­ределяется конкретным методом управления. Основными компо­нентами физического уровня являются хранимые записи, объеди­няемые в блоки; указатели, необходимые для поиска данных; дан­ные переполнения; промежутки между блоками; служебная инфор­мация.

По наиболее характерным признакам БД можно классифици­ровать следующим образом:

по способу хранения информации:

• интегрированные;

• распределенные;

по типу пользователя:

Рис. 4.9. Представление предметной базы данных «Сбыт» на логическом уровне

для различных моделей

• монопользовательские;

• многопользовательские;

по характеру использования данных:

• прикладные;

• предметные.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: