НФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ НА ТРАНСПОРТІ
Лекція 1
1. ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ НА ТРАНСПОРТІ
Інформаційні системи – набір ресурсів, які дозволяють збирати, підтримувати актуальність, контролювати і розповсюджувати інформацію усередині організації та поза її межами.
Вони потрібні головним чином для управління виробництвом. В цьому розумінні вони існували давно, але найбільшого розвитку досягли з використанням обчислювальної техніки. Виникли так звані автоматизовані інформаційні системи (АІС). АІС виникли і розвивалися разом із розвитком обчислювальної техніки і телекомунікацій (засобів передачі даних).
Початок останньої чверті 20-го сторіччя є початком ери нових інформаційних технологій – технологій, що підтримуються АІС. Актуальність проблеми створення і впровадження АІС визначається не тільки соціальною потребою, але й науково-технічними можливостями, що з’явилися на рубежі 70-х років завдяки значним досягненням в області технічного та програмного забезпечення обчислювальних систем.
АІС – системи, що виконують функції збирання, опрацювання, збереження (накопичення) і видачі інформації в автоматизованому режимі (із використанням ЕОМ).
1.1. Класифікація АІС
До АІС відносяться:
1) інформаційно-довідкові (ІДС) та інформаційно-пошукові системи (ІПС) – системи реєстрації, опрацювання та збереження інформації, що призначені для забезпечення користувачів відомостями довідкового характеру.
2) автоматизовані системи планування (АСП) – системи планування, нормування, розрахунку та аналізу показників роботи виробництва.
3) автоматизовані системи управління (АСУ) – системи моделювання та аналізу, що на основі інформації про стан об’єкта управління виробляють керуючі рішення.
4) системи автоматизованого проектування (САПР) – системи, що використовуються для здійснення проектування об’єктів у взаємодії з колективом проектувальників.
5) автоматизовані навчальні системи (АНС)– людино-машинний комплекс, призначений для управління пізнавальною діяльністю в процесі навчання.
6) експертні системи (ЕС) – системи, які на основі даних, що зберігаються в ЕОМ, виробляють нові відомості, що не утримуються в них у явному вигляді (логічний вивід).
На залізничному транспорті активно створюється комплексна АІС, до складу якої входять ІДС, АСП та АСУ. До складу ІДС входять інформаційні системи для забезпечення керування вантажними та порожніми вагонопотоками, тяговим рухомим складом, локомотивними бригадами, тощо, інформаційні системи для забезпечення юридичних та фізичних осіб інформацією про послуги залізниці. До складу АСП входять автоматизовані системи планування та нормування роботи залізниці, автоматизовані системи планування та нормування роботи залізниці. До складу АСУ входять системи моделювання роботи залізниці, системи моделювання та аналізу вантажоутворення.
Всі системи постійно розвиваються в міру удосконалення засобів обчислювальної техніки та телекомунікацій і спроможні працювати як у складі комплексу, так і автономно. Останнім часом зазнали більшого визнання та швидко поширюються АНС у вигляді тренажерів для технічного та диспетчерського персоналу залізниць.
1.2. Структура автоматизованих інформаційних систем
Функціональна частина АІС визначає основні функції (задачі), що розв'язує АІС. Наприклад для АСУ – це комплекс підсистем і задач керування об'єктом, для САПР функціональна частина включає комплекс проектних процедур, виконуваних за допомогою ЕОМ, тощо.
Забезпечувальна частина складається з інформаційного забезпечення (ІЗ), комплексу технічних засобів (КТЗ), математичного та програмного забезпечення (МПЗ), організаційно-правового забезпечення (ОПЗ).
I. Інформаційне забезпечення АІС поділяється на внутрішньомашинне та позамашинне.
Внутрішньомашинне інформаційне забезпечення – сукупність даних що зберігаються в ЕОМ (автоматизовані банки інформації АБІ), а також методи їх створення і використання.
Позамашинне інформаційне забезпечення (на папері) складається з:
1. системи класифікаторів, заснованої на прийнятій системі класифікації і кодування інформації;
2. системи уніфікованої документації, зорієнтованої на безпосереднє опрацювання на ЕОМ, та схеми документообігу;
3. мовних засобів спілкування користувача з ЕОМ.
II. Комплекс технічних засобів АІС складається з
1. обчислювальних комплексів та окремих ЕОМ (здійснюють опрацювання інформації);
2. пристроїв введення і відображення інформації (для спілкування користувача з АІС);
3. систем передачі даних (зв’язують ЕОМ з пристроями введення-виведення).
III. Математичне та програмне забезпечення АІС – це комплекс алгоритмів, програм, описів та інструкцій, призначених для реалізації функцій АІС. Поділяється на:
1. загальносистемне ПЗ (операційні системи керування роботою самих обчислювальних комплексів);
2. спеціальне ПЗ (призначене для реалізації функцій АІС).
Лекція 2
1.3. Внутрішньомашинне інформаційне забезпечення АІС.
Інформаційні банки даних.
Основу сучасних АІС складають інформаційні банки даних.
Інформаційні банки даних з'явилися з початком використання інтегрованого опрацювання даних.
Принцип інтегрованого опрацювання припускає одноразове введення і багаторазове використання інформації. Необхідно введену інформацію організувати і зберігати в пам'яті ЕОМ доти, поки не будуть вирішені всі задачі з її використанням.
Інформаційний банк даних являє собою сукупність інформаційних масивів і програмного забезпечення, призначеного для управління даними і організації доступу до них. Дозволяє стандартизувати методи використання даних і уніфікувати процедури збирання й опрацювання первинної інформації.
Основу організації даних в АІС складають автоматизовані банки інформації (АБІ).
База даних (БД) –– сукупність взаємозалежних даних у пам'яті ЕОМ, які спільно використовуються всіма робітниками підприємства, установи, включно з описом цих даних. При цьому виключається дублювання інформації, забезпечується уніфікація доступу до даних.
Центральну роль у функціонуванні АБІ відіграє система управління БД (СУБД).
СУБД –– це програмно-апаратний комплекс, що забезпечує користувачам простий доступ до БД,
Програмна частина СУБД (менеджер БД) забезпечує взаємодію користувача із БД (інтерфейс).
Програмна частина містить у собі програми підтримки роботи СУБД і прикладні програми користувачів БД.
Кожній прикладній програмі СУБД надає інтерфейс із базою даних.
Інтерфейс – це засіб взаємодії, який дозволяє звернутися до бази даних і отримати потрібні дані.
Апаратна частина СУБД – це комплекс технічних засобів, побудований за принципом “клієнт – сервер”.
Сервер забезпечує безпосередній доступ до БД.
Клієнтська частина взаємодіє безпосередньо з користувачами.
Архітектурно СУБД складається з двох великих компонентів (див. рисунок 3).
Мова опису даних (МОД) призначена для створення опису елементів даних і зв'язків між ними, котрі звичайно подаються у вигляді таблиць. За допомогою МОД створюється опис БД (не сама БД), – які саме дані повинні зберігатися та як вони мають бути структуровані, тобто другими словами описуються зміст і структура БД.
Мова маніпулювання даними (ММД) призначена для виконання окремих операцій (видалення, запис, копіювання) із даними в БД.
Адміністратор БД – особа або група осіб (адміністрація, аналітики, прикладні і системні програмісти), що здійснюють управління базою даних.
Функції адміністратора БД:
1) узгодження вимог користувачів БД (на залучення нових даних у БД, коректування існуючих даних, зміну умов обслуговування користувачів);
2) контроль та забезпечення цілості інформації;
3) несення відповідальності перед користувачем за достовірність даних;
4) контроль режиму надходження інформації й адміністративні заходи щодо поліпшення її достовірності;
5) режимний контроль дотримання норм використання інформаційного фонду;
6) проведення заходів щодо розширення функцій банку даних і підвищення ефективності його використання.
Нормативно-довідкова інформація (НДІ) представлена в АБІ у вигляді каталогів, словників, довідників, класифікаторів, які містять інформацію про дані, що зберігаються в БД.
Прикладні програми призначені для вирішення задач кінцевих користувачів. Розробляються прикладними програмістами, вводяться в ЕОМ і взаємодіють із системним ПЗ (із СУБД).
Системні програми призначені для обслуговування самої системи.
Лекція 3
2. МОДЕЛІ ДАНИХ
В БД зберігається інформація про об'єкти (сутності) і зв'язки між ними.
Приклад. Поїзд прибуває на станцію:
- множини поїздів і станцій є сутностями;
- “прибуває” – це зв’язок між цими сутностями.
Кожна множина об’єктів є сутністю.
Об'єкти мають властивості – атрибути. Множина всіх можливих значень атрибута називається доменом (множина цілих чисел, множина літерних рядків довжиною N знаків).
Дані в БД повинні мати визначену структуру. Сукупність правил побудови структур даних у БД та операцій із ними називається моделлю даних.
У теперішній час використовуються три основні моделі даних:
- ієрархічна модель;
- мережева модель;
- реляційна модель.
Паралельно із ними використовується також об’єктно-орієнована модель даних.
2.1. Ієрархічна модель даних
Ієрархічна модель передбачає організацію даних у вигляді дерева (графа без циклів):
Структура моделі має вузли та листя, зв'язані між собою дугами.
Приклад:
Основними поняттями моделі є об'єкти, які складаються з атрибутів, та ієрархічні відношення між ними (зв'язки).
Основними недоліками моделі є
1) неможливість відображувати зв’язки між об’єктами одного рівня ієрархії (пунктир),
2) неможливість відображувати зв’язки між об’єктами, яки не знаходяться на сусідніх рівнях ієрархії (штрих-пунктир),
3) неможливість підпорядкування об’єкта різним об’єктам вищого рівня ієрархії (штрих).
Мережева модель даних
Наприклад: Структура моделі має вершини, зв’язані між собою дугами.Нормальна форма Бойса-Кодда
Відповідь: Якщо відношення знаходиться в нормальній формі Бойса-Кодда (НФБК), то воно майже напевно не потребує декомпозиції і може застосовуватися… Відношення знаходиться в НФБК, якщо і тільки якщо кожний детермінант… Що стосується можливих ключів універсального відношення НАВАНТАЖЕННЯ, то їх два й обидва вони складові:6 4 5 2 0 1 8 (2)
Х 2 1 2 1 2 1 2
1+2+4+1+0+2+0+1+1+6=18+2 =20
Контрольним знаком буде те число, що потрібно додати до суми (у даному випадку до 18), щоб одержати найближче більше число, кратне 10.
1.4.4.2. Захист від помилок коду станції
Контрольний знак коду станції призначення обчислюється так: значущі цифри коду станції порозрядно перемножуються на числовий ряд: 1 2 3 4. Числа, отримані в результаті порозрядного перемножування підсумовуються.
4 2 1 5 0 (9)
Х 1 2 3 4 5
4 + 4 + 3+20 + 0 = 31
У якості контрольного знака ми беремо залишок від ділення суми на 11.
31 mod 11 = 9.
Якщо в залишку від ділення суми на 11 вийде 10, то тоді числовий ряд, на який порозрядно помножуються значущі цифри коду станції, зміщується на два розряди, і далі за алгоритмом:
5 2 1 5 0 (?)
Х 1 2 3 4 5
5 + 4 + 3+20 + 0 = 32
32 mod 11 = 10.
5 2 1 5 0 (3)
Х 3 4 5 6 7
15 + 8 + 5+30 + 0 = 58
58 mod 11 = 3.
Якщо після другого перерахунку в залишку від ділення знов вийде 10, тоді без перерахування приймається контрольний знак 0.