4.5. Контрольные вопросы

1. Какие возможности и преимущества статистических методов

исследований?

2. Какая цель моделирования процессов перевозок грузов?

3. В чем заключается метод скользящего среднего?

4. В чем заключается метод экспоненциального сглаживания?

5. В чем заключается метод регрессионного анализа?

Тема 5.Аналитическое и структурное проектирование информационной системы

БАЗЫ ДАННЫХАТП

Задание 5.1.Ознакомиться с основными понятиями баз данных.

5.1.1. Особенностями современных информационных систем являются большие объемы данных и их сложная организация, а условия конкуренции вынуждают предъявлять к скорости и качеству обработки информации наивысшие требования. Большие объемы информации наиболее эффективно обрабатываются системами управления базами данных, одной из которых есть MS Access из пакета программ Microsoft Office. Основными терминами и понятиями СУБД представлены ниже.

База данныхпредставляет собой структурированную совокупность взаимосвязанных данных, организованную по определенным правилам, отображающую состояние конкретной предметной области и подчиняющуюся централизованному программному управлению.

Система управления базами данныхявляется комплексом программных и языковых средств, необходимых для создания и обработки баз данных, централизованного управления ими и доступа к данным.

Модели данныхиспользуются для эффективной организации данных и адекватного отображения предметной области; на этапе проектирования баз данных применяютинформационныемодели данных.

Моделированиеявляется способом исследования систем, заключающимся в использовании модели исследуемого объекта, которая сохраняет основные свойства реального объекта, но является более удобной для исследований. Так, например, при моделировании участка авторемонтного предприятия в процессе решения задачи учета основных средств необходимо учитывать состав и стоимость оборудования; при решении задачи размещения оборудования - учитывать его состав, размеры, нормы расстояний.

Класс объектовсоставляет совокупность объектов со своими свойствами. Например, в базе данных "Снабжение автозапчастями" классами объектов будут "Поставщики" и "Автозапчасти". Для каждого отдельного объекта из данного класса объектов в таблице создается отдельная запись. В каждой таблице должны храниться данные только об одном классе объектов, то есть в одной таблице нельзя хранить данные о "Поставщиках" и об "Автозапчастях".

5.1.2. При использовании в производственных процессах методов компьютерных технологий и средств информационных систем основным объектом обработки являетсяинформация. Каждая отрасль, которая имеет отношение к информации, имеет свое субъективное понятие об информации: для журналиста это одно, для ученого - другое, для водителя - третье. Такая ситуация не удовлетворяет методы компьютерных технологий, потому что для работы с объектом необходимо иметь четкое представление и сведения о его свойствах.

Источникоминформации является окружающий материальный мир, состоящий из разнообразных физических объектов, которые находятся в постоянном движении и взаимодействии. При этом происходит обмен информацией, сопровождающийся теми или иными сигналами, которые регистрируются другими объектами. Например, во время движения автомобиля нагреваются тормозные колодки. Соответствующие приборы регистрируют этот факт и сообщают водителю; такие сообщения принято называтьданными.

Данныесодержат в себеинформациюо событиях, однако оба понятия не являются тождественными. Чтобы иметь информацию, необходимо (но недостаточно) получить данные; кроме того, эти данные нужно уметьинтерпретировать. С этой точке зрения информацию можно характеризовать какпродукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Информация носитдинамическийхарактер, она появляется, существует и превращается только в процессе взаимодействия данных и методов, то есть являетсяинформационным процессом. Вне этого процесса существуют только данные, которые являются информацией лишь потенциально.

5.1.3.К самым важнымсвойстваминформации относятся полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность.

Полнота информациихарактеризует ее качество и определяет достаточность данных для их правильной интерпретации.

Достоверностьявляется свойством, связанным с качеством регистрации данных. При передаче сигналов вместе с "полезными" могут регистрироваться "лишние" сигналы, так называемые "информационные шумы". Если уровень шума высокий, он может искажать основные сигналы.

Адекватностьопределяет степень соответствия информации ее реальному содержанию. Неадекватная информация может появиться в результате сознательного искажения данных, ложной интерпретации.

Доступностьсвидетельствует о мере возможности получения информации, имея в виду доступность данных и методов.

Актуальностьсвидетельствует о соответствии информации настоящему времени. Есть много сфер деятельности, где устаревшая информация не имеет никакой ценности. С актуальностью и полнотой связывают ценность информации в коммерции и управлении, когда по полученной информации принимаются важные решения.

Таким образом, с учетом перечисленных свойств, процесс получения информации состоит из следующих операций:

сборданных с целью получения их достаточной полноты;

формализацииданных - превращения данных, полученных из разных источников к единственному, удобному для обработки, вида;

фильтрации"лишних" сигналов, то есть повышения уровня достоверности;

сортировки- упорядочения по определенным признаком с целью увеличения степени доступности;

защиты данных- комплекса мероприятий предотвращения удаления, копирования или модификации данных;

транспортировки- обмена данными между отдаленными участниками информационного процесса;

превращенияиз одной формы в другую; например, из электронной в бумажную и наоборот.

Для выполнения всех этих операций необходимо применять методы, которые не вносят дополнительных искажений в данные и не нарушают свойств данных, а также использовать носители информации, позволяющие хранить большие объемы данных в едином формализованном виде. Необходимость соблюдения указанных требований обусловила появление информационных систем (ИС) иинформационных технологий(ИТ).

Понятие "информационная система"предусматривает наличие больших массивов данных об объектах и явлениях реального мира, а также программно-аппаратных средств для обработки этих данных.

Понятие "информационная технология"предусматривает сочетание процедур, реализующих функции сбора, накопления, хранения, обработки и передачи данных с применением технических средств.

5.1.4.Основойлюбой информационной системы являетсябаза данных, которая в общем случае является организованной структурой с совокупностью сведений о конкретных объектах реального мира в любой предметной области.Цельюинформационной системы является обработка данных об объектах, которые содержатся в базах данных, с учетом связей между объектами.

В теории информационных систем объектыназываютсущностью, асведенияо них (данные) -атрибутами; оба термина являютсяфундаментальными понятиями.

Сущностьпредставляет собой нечто существующее и разрозненное, которое имеет название; а также существует способ отличить данныйобъектот других. В качествесущностимогут выступать как материальные предметы, так и абстрактные понятия, которые отображают реальный мир. Например, философские теории, определенные события (автомобильные гонки), правовые нормы и т. д. Группа подобныхсущностейсоставляетнабор; конкретныйобъектназываютэкземпляром.

Атрибутхарактеризуетобъекти принимает у конкретного экземпляраобъектаопределенное значение. Списки возможных значений атрибутов называют классификаторами, справочниками, словарями.

5.1.5.Обработка баз данных выполняется с помощью специальных программ -Систем управления базами данных (СУБД); именно такой является программаAccess- из пакета программ Microsoft Office.

В СУБД данные хранятся в упорядоченном виде. В зависимости от степени упорядоченности данных ИС можно условно разделить на фактографические (удерживают информацию с четкой структурой о зарегистрированных фактах) идокументальные(класс задач, который не допускает однозначного ответа). Существует еще один тип ИС -экспертные. Такие системы способны дать оценку ситуации и спрогнозировать ее развитие на основе заложенных в систему фактических данных и их общих закономерностей.

База данных в среде Access является средством организации хранения большого количества упорядоченной разнородной информации и управления ею. В общем случае базу данных характеризуют жесткая внутренняя структура и взаимосвязь между отдельными сохраняемыми элементами.

Работая с базой данных, пользователь абстрагируется от конкретного способа их физического хранения на компьютере (локальному или удаленному). Вместо того, чтобы иметь дело с большим количеством отдельных файлов (например, текстовых, табличных или графических), пользователь работает с единым интерфейсом, с помощью которого можно добавлять, удалять или редактировать записи, создавать аналитические отчеты.

5.1.6.Программный продукт Microsoft Access являетсялокальной системойуправления базами данных, но успешно работает вкомпьютерных сетях. ПонятиелокальнойСУБД означает, что все операции с базой данных осуществляются на локальном компьютере пользователя. Именно здесь находится физическое место хранения информации, а также работают средства управления и организации запросов.

Идеальной средой для внедрения Access являются многочисленные и разнообразные автотранспортные предприятия, малый и средний бизнес, связанный с интенсивным обращением товаров и документов, учет складского хозяйства, учет кадрового состава предприятий, вычисление и контроль расходов топлива и т. д.

5.1.7.Самой важной составляющей частью базы данных являетсяядро,которое обеспечивает сохранение введенных данных и возможность оперативного реагирования на запросы, которые поступают к этим данным. Имеются в виду скрытые механизмы, ответственные за физические операции в среде Access. Ядра не касается кто и как эти запросы генерирует и куда дальше посылаются результаты выбора, то есть эти действия находятся вне компетенции ядра базы данных.

Для выполнения акций вне ядра используются средства управления, отвечающие за создание и модификацию баз данных, добавление к ним новых структур, типов данных.

Предназначенный для пользователя интерфейспомогает составлять запросы (без проникновения в тонкости внутренней архитектуры базы данных), а также должным образом создавать отчеты.

Указанные три уровня (ядро, средства управления и интерфейс) могут существовать независимо один от другого, но могут образовывать единую СУБД. Среда Access построена так, что все элементы базы (от хранилищ данных до объектов интерфейса пользователя) хранятся внутри единственного файла (типа .mdb), что значительно сокращает время операций копирования.

База данных состоит из нескольких объектов, совокупность которых составляетмодельбазы данных. Объектами базы данных являются таблицы, запросы, отчеты, формы, модули, макросы. Некоторые из указанных объектов могут быть отсутствующими в конкретной базе данных, но одна или несколькотаблицприсутствуют всегда и представляют собой основные структурные компоненты.

Задание 5.2.Ознакомиться с составляющими предметной области.

5.2.1. Предметная область.В настоящее время на автомобильных дорогах Украины наблюдается повышенная интенсивность движения, являющаяся результатом диспропорции между ростом автомобильного парка и сетью автомобильных дорог. Высокий уровень аварийности на транспорте является следствием диспропорции между уровнем подготовки и транспортной культурой участников движения.

Рост интенсивности и скоростных режимов транспортных потоков, неудовлетворительное состояние дорожного покрытия, недостаточная освещенность улиц вызывают рост требований к методам управления дорожным движением и к мероприятиям обеспечения максимально возможной безопасности движения.

Управление движением транспорта в критических ситуациях заключается в оперативном влиянии на основные характеристики транспортного потока и его распределении по сетям параллельных маршрутов в зависимости от сложившихся условий движения. Одной из критических ситуаций считается возникновение дорожно-транспортных происшествий (ДТП) - нарушений процесса дорожного движения, вызвавших травмирование людей, повреждения транспортных средств или дорожных сооружений, материальные убытки. Для разработки мероприятий организации дорожного движения с целью снижения количества ДТП необходимо иметь полный объем информации о ДТП, обеспечить ее хранение, систематизацию, обработку, анализ и оперативную отчетность.

5.2.2. Информационный анализ. Основой разработки мероприятий по предупреждению ДТП являются точные сведения о них. По существующим правилам учет ДТП выполняется Государственной автоинспекцией (ГАИ).

Все обстоятельства события регистрируются в учетных карточках ДТП, составленных на основании первичных документов. Статистика ДТП ведется местными органами ГАИ и автотранспортными предприятиями (АТП). В первичных документах регистрируются характер, факторы и обстоятельства ДТП, условия их возникновения, состояние транспортного средства, количество пострадавших, последствия. В свою очередь, АТП должны хранить полную информацию о водителях и периодически ее обновлять. Развитие теоретических основ и технических средств регистрации информации, ее обработка и транспортировка создали предпосылки для разработки компьютерных информационных систем контроля, анализа и прогнозирования безопасности движения.

Для отображения связей между указанными факторами, для долгосрочного хранения сведений и для автоматизации их обработки создается информационнаябаза данных СБД (система контроля безопасности движения), структурная схема которой отображена на рис. 5.1.

База данных СБД содержит информацию о водителях (общую и служебную), о ДТП, виды нарушений и взысканий, их коды, состояние участников, место, дату и виновных в ДТП, и т. п. Система позволяет просматривать информацию, редактировать, добавлять новые данные, удалять избыточные или устаревшие. Сбор информации и ввод данных в компьютер выполняется в процессе производственного функционирования независимо от периодичности и очередности.

Для решения указанной информационной задачи могут быть применены реляционные системы управления базами данных, в которых данные используются в видедвумерных таблиц.Строкав таблице равняется однойзаписи(о конкретном водителе или событии), астолбцы -полям записей(составляющим параметрам). Для создания базы данных информационной системы контроля безопасности движения применена система управления базами данных MS Access, позволяющая работать как в индивидуальном режиме, так и в составе локальной или глобальной сетей. При этом она является средой процедур, в которых предусмотрены ввод и редактирование пользователями первичной информации с помощью клавиатуры, общения с персональным компьютером в диалоговом режиме, создания тех или иных запросов и получения на их основе вспомогательной информации.