49355 (666235)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

6

Файлові системи і бази даних. Потреби інформаційних систем

(реферат)

За всю історію обчислювальної техніки можна прослідкувати дві основні сфери її застосування. Перша сфера – це застосування обчислювальної техніки для виконання математичних розрахунків, які надто довго або взагалі неможливо провести вручну. Розвиток саме цієї галузі сприяло інтенсифікації методів числового розв’язку складних математичних задач, розвитку класів мов програмування, орієнтованих на зручний запис числових алгоритмів, становлення зворотного зв’язку з розробниками нових архітектур ЕОМ.

Друга галузь, яка безпосередньо відноситься до теми наших лекцій – це використання засобів обчислювальної техніки в автоматичних або автоматизованих інформаційних системах. В найширшому розумінні, інформаційна система являє собою програмно-апаратний комплекс, функції якого полягають у надійному збереженні інформації у пам’яті комп’ютера, виконання специфічних для даного додатку перетворень інформації та/або обчислень, наданні користувачеві зручного та зрозумілого інтерфейса. Зазвичай такі системи мають справу з великими обсягами інформації, яка має достатньо складну структуру.

Класичними прикладами інформаційних систем є банківські системи, системи резервування авіаційних квитків, місць у готелі тощо.

Друга галузі застосування обчислювальної техніки виникла дещо пізніше за першу. Це пов’язане з тим, що на світанку обчислювальної техніки можливості комп’ютерів по зберіганню інформації були дуже обмеженими. Говорити про надійне та довготривале збереження даних можливо було лише при наявності запам’ятовуючих пристроїв, які зберігають інформацію після вимкнення живлення машини. Оперативна пам’ять комп’ютерів такої властивості не має. У перших комп’ютерах використовувалися два пристрої зовнішньої пам’яті – магнітні стрічки та барабани. Ємність магнітних стручок була достатньо великою, але за своєю фізичною природою така стрічка забезпечувала лише послідовний доступ до даних. Магнітні ж барабани, які більше подібні до сучасних магнітних дисків з фіксованими головками, надавали можливість довільного доступу до даних, але були обмеженого розміру.

Такі обмеження не були суттєвими для чисто чисельних розрахунків. Але для інформаційних систем, в яких потреба у поточних даних визначається кінцевим користувачем, наявність лише магнітних стрічок або барабанів є незадовільною. Уявіть собі покупця квитків, який біля каси повинен чекати повного перемотування магнітної стрічки. Однією з природних вимог до таких систем є достатня швидкість виконання операцій.

Здається, саме вимоги нечислових прикладних програм, викликали появу зйомних магнітних дисків з рухомими голівками, що явилося революцією в історії обчислювальної техніки. Такі пристрої зовнішньої пам’яті мали набагато більший обсяг, забезпечували достатню швидкість доступу до даних в довільному порядку, а можливість зміни дискового пакету на пристрої дозволяла мати практично необмежений архів даних.

З появою магнітних дисків почалася історія систем керування даними у зовнішній пам’яті. До того моменту кожна програма-додаток, якій потрібно було зберігати дані у зовнішній пам’яті, сама визначала розміщення кожної порції даних на магнітній стрічці чи барабані і виконувала обмін між оперативною пам’яттю та пристроєм зовнішньої пам’яті за допомогою програмно-апаратних засобів низького рівня (машинних команд або виклику відповідних програм операційної системи). Такий режим роботи не дозволяє і дуже ускладнює підтримку на одному зовнішньому носії декількох архівів інформації довготривалого зберігання. Крім того, кожній прикладній програмі потрібно було вирішувати проблему іменування частин даних і структуризації даних у зовнішній пам’яті.

Історичним кроком став перехід до використання централізованих систем управління файлами.

Файлові системи – це набір програм, які виконують для користувачів деякі операції, наприклад створення звітів. Кожна програма визначає свої власні дані і керує ними.

Файлові системи були першою спробою компютиризувати відомі всім ручні картки. Подібна картка (або підшивка документів) в деякій організації могла містити всю зовнішню і внутрішню документацію, повязану з деяким продуктом, завданням, клієнтом або співробітником. Зазвичай таких папок дуже багато, їх нумерують і зберігають у шафах. З метою безпеки шафи можуть навіть закривати на ключ або зберігати у приміщеннях, що знаходяться під охороною. У більшості людей вдома є власні карототеки, що містять підшивки документів, такі як рахунки, гарантійні талони, чеки про сплату за комунальні послуги, стархові та банківські папери, звіти з лабораторних робіт, конспекти лекцій тощо. Якщо нам потрібна будь-яка інформація, потрібно вручну переглянути картотеку від початку до кінця, щоб знайти те, що нас цікавить. Цей процес можна вдосконалити, ввівши у такій системі процес індексування, який дозволить прискорити процес пошуку потрібних відомостей. Наприклад, можна використати спеціальні розділювачі або окремі папки для різноманітних логічно повязаних типів обєктів.

Ручні картки дозволяють успішно справитися з поставленими задачами, якщо кількість обєктів, що зберігаються, невелике. Також вони цілковито підходять для роботи з великою кількістю обєктів, які потрібно лише зберігати, або вилучати. Проте вони виявляються цілковито не придатними для випадків, коли потрібно встановити перехресні зв’язки чи виконати обробку відомостей.

В наш час клієнтам, менеджерам та іншим співробітникам з кожним днем потрібно все більше і більше інформації. Зрозуміло, що картотека зовсім не підходить для виконання роботи подібного типу. Файлові системи були розроблені для забезпечення більш ефективних способів доступу до даних. Проте, замість організації централізованого сховища всіх даних підприємства, використовувався децентралізований підхід, за яким співробітники кожного відділу за допомоггою спеціалістів по обробці даних (програмістів) працюють зі своїми власними даними і зберігають їх у своєму відділі у окремих файлах. Файл являє собою простий набір записів , які містять логічно зв’язані данію кожен запис містить логічно зв’язаний набір з одного чи декількох полів, кожне з яких представляє деяку характеристику об’єкту, що моделюється. Кожен співробітник звертається до даних за допомогою спеціалізованої прикладної програми. Набір прикладних програм кожного відділу дозволяє вводити дані, працювати з файлани і генерувати деякий фіксований набір спеціалізованих звітів. Найважливішим є те, що фізична структура і методи зберігання записів файлів з даними жорстко визначаються в коді прикладної програми.

Обмеження, притаманні файловим системам

• Відокремлення та ізоляція даних.

• Дублювання даних.

• Залежність від даних.

• Несумісність файлів.

• Фіксовані запити/ швидке збільшення кількості додатків.

Розділення та ізоляція даних

Коли дані ізольовані у окремих файлах, доступ до них ускладнений. Наприклад, для створення списку всіх будинків, що відповідають вимогам потенційних орендарів, попередньо потрібно створити тимчасовий файл зі списком орендарів, які бажають орендувати нерухомість типу „будинок”, далі у файлі про нерухомість, що здається в оренду, потрібно здійснити пошук обєктів типу „будинок” з орендною платою нижче за максимум, встановлений орендарем. Виконати подібний пошук та обробку даних у файлових системах достатньо складно. Для вилучення інформації, яка задовольняє поставленим умовам програмісту потрібно реалізувати синхронну обробку двох файлів. Ще більші складності виникають, коли інформацію потрібно шукати більше ніж у двох файлах.

Дублювання даних

Через децентралізовану роботу з даними, яка ведеться у кожному відділі на підприємстві, у файловій системі фактично заохочується безконтрольне дублювання даних, яке є небажаним за двох причин:

1. дублювання даних супроводжується неекономним використанням ресурсів, оскільки на введення надлишкових даних потрібно витрачати додатково час та гроші. Більше того, для їх зберігання необхідне додаткове місце у зовнішній памяті. У більшості випадків дублювання даних можна уникнути за рахунок сумісного використання файлів.

2. ще більш важливим є той факт, що дублювання даних може призвести до порушення їх цілісності , інакше кажучи, дані у різних відділах можуть стати суперечливими. Наприклад, у випадку дублювання даних про співробітників у бухгалтерії та відділі кадрів, якщо робітник змінить адресу і цю зміну буде зафіксовано лише у відділі кадрів, то повідомлення про зарплату надійде на чужу адресу. При виявленні подібної помилки потрібно буде витратити багато часу для її повного усунення, оскільки немає деякого автоматичного способа обновлення даних одночасно у всіх відділах.

Залежність від даних

Фізична структура і спосіб збереження записів файлів і спосіб зберігання записів файлів даних жорстко фіксованих у коді програми-додатку. Це означає, що змінити існуючу структуру даних достатньо складно.

Несумісність форматів файлів

Оскільки структура файлів визначається кодом додатків, вона залежить і від мови програмування цього додатку. Наприклад, структура файлу, створеного на мові COBOL може повністю відрізнятися від структури файлу, створеного на мові С.

Фіксовані запити / швидке збільшення кількості додатків

З точки зору користувача можливості файлових систем перевищують можливості ручних карток. Відповідно зростає і їх вимоги до реалізації нових та модифікованих запитів. Проте, файлові системи значно залежать від програміста, оскільки всі необхідні запити і звіти повинні бути створені саме ним. У багатьох організаціях, як свідчить література, події розвивалися по одному з двох сценаріїв. 1) типи створюваних запитів мали фіксовану форму і не було інструментів для створення незапланованих або довільних запитів, як до даних, так і відомостей про те, які типи даних є доступними.

2) спостерігалося різке збільшення кількості файлів і додатків. В результаті співробітники відділу обробки даних були не в змозі задовольнити всі потреби за допомогою наявних на той час ресурсів при цьому часто ігнорували питання підтримки функціонування системи: не передбачалися заходи безпеки або цілісності даних, засоби обновлення після збою апаратного і програмного забезпечення були обмеженими або взагалі відсутніми. Доступ до файлів часто обмежувався одним користувачем, тобто н передбачалося спільне використання файлів навіть робітниками одного відділу.

Системи з базами даних

Всі перераховані вище обмеження фалових систем є наслідком двох факторів:

• визначення даних міститься всередині прикладних програм, а не зберігається окремо і незалежно від них.

• Окрім прикладних програм не передбачено жодних інших інструментів доступу до даних та їх обробки.

Для підвищення ефективності роботи необхідно використовувати новий підхід, а саме базу даних і систему керування базами даних, або СКБД.

База даних- це сумісно використовуваний набір логічно зв’язаних даних та опис цих даних, передбачений для задоволення інформаційних потреб організації.

База даних – це єдине, велике сховище даних, яке одноразово визначається, а потім використовується одночасно багатьма користувачами з різних підрозділів. Замість окремих файлів з надлишковими даними, тут всі дані зібрані разом з мінімальною часткою надлишковості. База даних є корпоративним ресурсом і не належить якомусь окремому відділу. Зауважимо, що база даних зберігає не лише робочі записи підприємства, але й їх опис.

З точки зору додатку, файл – це іменована область зовнішньої пам’яті, в яку можна записати і з якої можна зчитати дані.

Система управління файлами бере на себе розподілення зовнішньої пам’яті, відображення імен файлів за відповідними адресами у зовнішній пам’яті і забезпечення доступу до даних.

Перша файлова система була розроблена намаганнями фірми IBM для серії комп’ютерів 360. У файлових системах різних операційних систем файл для користувача представляється по-різному. Наприклад користувачі ОС DEC, RSX, VMS, розглядають файл як послідовність записів. Кожен запис – це байтова послідовність постійного або змінного розміру. Записи можна зчитувати або записувати послідовно або позиціонувати файл на запис з вказаним номером.

Деякі файлові системи дозволяють розбивати записи на поля і оголошувати деякі поля ключами запису. В таких системах можна зробити вибірку з файлу за заданим ключем.

Інший підхід, який набув поширення разом з операційною системою UNIX, полягає в тому, що будь-який файл представляється як послідовність байтів. З файлу можливо зчитати вказану кількість байтів, або з початку, або попередньо налаштувавши його на байт з вказаним номером. Аналогічно можливо записати вказане число байт в кінець файлу, або попередньо виконавши позиціонування файлу.

Як захистити файл?

Оскільки файлові системи є спільним сховищем файлів, які в загальному випадку належать різним користувачам, системи керування файлами забезпечують авторизацію доступу до файлів. В загальному вигляді підхід полягає в тому, що по відношенню до кожного зареєстрованого користувача даної обчислювальної системи для кожного наявного файлу вказуються дії, які дозволені або заборонені для даного користувача.

В більшості сучасних систем керування файлами застосовується підхід до захисту файлів, що вперше був реалізований в ОС UNIX. В цій ОС кожному зареєстрованому користувачеві відповідає пара цілочисельних ідентифікаторів: ідентифікатор групи, до якої належить цей користувач, і його власний ідентифікатор в групі. При кожному файлі зберігається повний ідентифікатор користувача, який створив цей файл, і фіксується, які дії з файлом може виконувати його виробник, які дії з файлом доступні для інших користувачів тієї самої групи і що можуть робити з файлом представники інших груп. Ця інформація досить компактна, зусилля потрібні для перевірки помірні, а такий спосіб контролю в більшості випадків виправданим.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата