12

говорилось, для этих систем, по сравнению с системами, решающими расчетновычислительные задачи, характерно существенное расширение круга их пользователей.

Множество пользователей информационных систем можно классифицировать различным образом.

Можно разделить пользователей по степени постоянства общения с системой. В зависимости от того – постоянные это пользователи или разовые, эпизодические – зависит возможность учета типов информационных запросов, которые могут от них последовать.

Можно различать пользователей по уровню их компетенции, характеризующему предоставляемые конкретным пользователям или группам пользователей возможности доступа пользователей к тем или иным данным. В связи с этим, информационная система с базами данных должна иметь средства для управления уровнями доступа пользователей к данным (например, чтение, модификация данных), для обеспечения защиты от

несанкционированного доступа к данным.

Пользователи информационной системы различаются также по форме представления ими запросов к базе данных. При этом выделяются две категории: пользователи-люди и пользователи-задачи. Пользователи-задачи – это соответствующие программные средства, которые обращаются к базе данных с регламентированными, то есть в большой степени заранее определенными запросами, формируемыми работающей с базой данных программой. Пользователи-люди, напротив, как правило, обращаются к базе данных с произвольными запросами, обусловленными их сиюминутными информационными потребностями, текущими вопросами, решаемыми пользователем. При этом форма представления выдаваемой информация должна быть удобной для ее восприятия пользователем-человеком форму.

В свою очередь, пользователей-людей, их иногда называют внешними пользователями базы данных, можно разделить на две группы: прикладных программистов и пользователей – не программистов. Последняя категория представляет самый многочисленный круг пользователей, для которых, в отличие от пользователей-программистов, характерным является существенно более низкий уровень специальной профессиональной подготовки в области информационных технологий, программирования и систем с базами данных.

Требования к информационным системам с базами данных

Требования к информационной системе с базой данных со стороны внешних пользователей можно сформулировать следующим образом.

• Система должна обеспечивать возможность эффективного хранения и модификации больших объемов многоаспектный, разнородной и сложно организованной информации.

13

•Система должна обеспечивать заданный уровень достоверности хранимой информации, обеспечивать ее непротиворечивость (обеспечивать целостность базы данных).

•Система должна удовлетворять выявленным и вновь возникающим запросам внешних пользователей на получение информации.

•Система должна обеспечивать возможность поиска и выборки информации по произвольной группе признаков.

•При обработке информационных запросов пользователей система должна удовлетворять заданным требованиям по производительности. Пользователю обычно далеко не безразлично, через какое время он получит ответ на свой запрос к базе данных.

•Информация должна соответствовать запросам пользователей не только по содержанию, но и по форме ее представления, и система должна обеспечивать возможность выдачи информации в соответствующей форме.

•Должны быть обеспечены простота и удобство обращения внешних пользователей за информацией. Система не должна предъявлять своим пользователям слишком высоких требований к их квалификации в области информационных технологий.

•Должна быть обеспечена возможность одновременного доступа к общему информационному хранилищу большого числа внешних пользователей различных категорий.

•Система должна обеспечивать доступ к хранимым данным только тем пользователям, которые обладают соответствующими полномочиями, должна обладать средствами управления уровнем доступа к информации различных категорий пользователей.

•Наконец, система должна иметь возможность ее реорганизации и расширения при изменении границ предметной области. Как правило, чем сложнее информационная система, чем больше объем хранимой в ней информации и количество использующих эту информацию пользователей, тем больше в течение жизни системы возникает факторов, связанных с необходимостью расширения обслуживаемой системой предметной областью, модификации структуры хранимых

данных, способов обработки, интерпретации и представления информации.

Хорошо видно, что перечисленные выше требования принципиальным образом отличаются от требований, предъявляемых к системам, ориентированным на решение вычислительных задач. Выполнение всех этих требований требует использования соответствующих специальных подходов к построению информационных систем с базами данных.

14

Первым важным принципом, дающим возможность реализации перечисленных требований является интеграция (объединение) всех необходимых разным пользователям данных в единую, общую базу данных.

По сравнению с традиционным походом, когда каждое программное приложение монопольно использует необходимые ему файлы данных, интеграция данных, одновременно используемыми разными пользователями, дает следующие преимущества.

•Устраняется дублирование и избыточность хранимых данных, которые чрезвычайно затрудняют обеспечение непротиворечивости данных, их целостности.

•Появляется возможность многоаспектного использования общих данных различными задачами и пользователями. Совместный доступ к данным обеспечивает возможность реализации новых программных приложений для работы с уже имеющимися данными.

Интеграция (объединение) данных в единую базу данных приводит, однако, к появлению новых проблем. В общем случае массивы данных, используемые различными пользователями, могут пересекаться самым различным образом, как это показано на рисунке 2.1. Следствием этого является необходимость обеспечения разделяемого одновременного доступа различных пользователей к общим данным. Важными следствиями этого является проблема обеспечения защиты данных, например от несанкционированного доступа к ним, проблема обеспечения такого режима, чтобы одновременно работающие с данными пользователи не создавали друг другу каких-либо помех, как связанных с содержанием данных, так и с временем доступа к данным.

Решение этих проблем оказывается возможным при использовании второго важного принципа, а именно, централизованного управления общей базой данных.

•Централизованное управление данными дает возможность обеспечения

комплексной оптимизации и сбалансированности предъявляемых к системе многочисленных, порой противоречивых требований.

•Появляется возможность выбора таких структур хранения данных, которые обеспечат наилучшее решение задач и обслуживание пользователей в целом.

•Появляется возможность стандартизации структур хранения данных, методов работы с ними.

•Стандартизация в представлении данных упрощает эксплуатацию информационной системы, обмен данными между различными системами и базами данных, в том числе и созданными разными производителями. Существенно упрощается контроль безопасности и целостности данных, их восстановление при возникновении аварийных ситуаций с аппаратными и программными средствами.

15

•Появляется возможность эффективного управления уровнями доступа пользователей к данным в соответствии с уровнями их компетенции, в том числе предотвращение несанкционированного доступа к данным. Другими словами облегчается решение комплексной задачи обеспечения защиты и безопасности данных.

•Облегчается возможность системного контроля и обеспечения целостности данных, то есть их корректности, точности и непротиворечивости.

Предоставляя приведенные выше преимущества, интеграция данных и централизованное управление данными выдвигает на первый план необходимость выполнения еще одного важного принципа – обеспечение

взаимной независимости работающих с базой прикладных программ и самих данных.

Другими словами, в отличие от традиционных программных систем, в которых алгоритмы и структуры данных тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены, в системах с базами данных во главу угла ставится взаимная независимость данных и работающих с ними программ.

В случае интеграции данных, изменение представления хранимых в БД данных и методов доступа к ним, которые могут производиться, например, с целью оптимизации характеристик процессов обслуживания запросов пользователей к данным, не должно вызывать необходимости изменения работающих с этими данными прикладных программ. В противном случае возникает необходимость выполнения огромного объема работы по перепрограммированию прикладных программ, что обычно является не приемлемым.

Аналогичным образом, разработка новой прикладной программы, использующей существующую базу данных для работы в каком-нибудь новом аспекте, также не должна вызывать необходимости изменений представления хранимых данных и методов доступа к ним, затрагивающих функционирование системы в целом, других, работающих с данными прикладных программ.

Таким образом, важнейшими принципами, отличающими системы с базами данных от других программных систем, являются:

•интеграция (объединение) данных,

•централизованное управление данными и

•обеспечение взаимной независимости данных и использующих их

прикладных программ

В информационных системах с базами данных, сами данные становятся одним из важнейших ресурсов системы. И с этой точки зрения информационные системы с базами данных можно рассматривать как средство централизованного управления этим ресурсом в интересах задач, решаемых всеми пользователями системы.