2 .1 Общая классификация систем

Системы в природе бывают самые разнообразные, тем не менее, все их можно поделить на:

• Абстрактные Абстрактные системы — это продукт человеческого мышления: гипотезы, знания, теоремы.
• Материальные Материальные системы получаются из материальных объектов. Всю совокупность материальных систем можно поделить на:
  • неорганические (технические, химические и др.),
  • органические (биологические) и
  • смешанные (где содержатся элементы как органической, так и неорганической природы). В множестве смешанных систем особо следует выделить эрготехнические системы (систем «человек-машина») – это системы, которые состоят из человека-оператора (группы операторов) и машины (машин). В таких системах человек с помощью машины осуществляет трудовую деятельность, связанную с производством материальных благ, услуг, а также с управлением и т.п.

2 .2 Классификация по временной характеристике

По временной характеристике системы можно классифицировать:

• статические системы– это системы, в которых состояние системы с течением времени не изменяется;
• динамические системы – это системы которые с течением времени изменяют свое состояние;
• детерминированные - динамические системы, состояние элементов которых в данный момент времени полностью определяет их состояние в любой предыдущий или следующий момент времени;
• вероятностные (стохастические) - динамические системы, в которых предусмотреть состояние в вышеописанный способ невозможно. По характеру взаимодействия системы и внешней (окружающей) среды различают: открытые системы. Открытые системы активно взаимодействуют с окружающей средой, сохраняя благодаря этому высокий уровень организованности и развиваясь в сторону осложнения;
• закрытые системы. Закрытые системы изолированы от окружающей среды, все процессы, кроме энергетических, происходят лишь внутри самой системы.

2 .3 Классификация по концепции построения

Файловые системы

Информационное обеспечение построено в виде файловых систем. В современных ЭВМ операционная система берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным. Программное обеспечение ИС напрямую использует функции ОС для работы с файлами. Файловые системы обычно обеспечивают хранение слабо структурированной информации, оставляя дальнейшую структуризацию прикладным программам. В таких системах сложно решить проблемы согласования данных в разных файлах, коллективного доступа к данным, модификации структуры данных.

Автоматизированные банки данных

Банк данных -это система специальным образом организованных БД, программных, технических, языковых и организационно -методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных. В отличие от файловых систем, структура БД меньше зависит от прикладных программ, а все функции по работе с БД сосредоточены в специальном компоненте - системе управления базами данных (СУБД), которая играет центральную роль в функционировании банка данных, так как обеспечивает связь прикладных программ и пользователей, данными. Сведения о структуре БД сосредоточены в словаре-справочнике (репозитории). Этот вид информации называется метаинформацией. В состав метаинформации входит семантическая информация, физические характеристики данных и информация об их использовании. С помощью словарей данных автоматизируется процесс использования метаинформации в ИС.

Интеллектуальные банки данных (банки знаний, БЗ)

Это сравнительно новый способ построения ИС, при котором информация о предметной области условно делится между двумя базами. Если БД содержит сведения о количественных и качественных характеристиках конкретных объектов, то БЗ содержит сведения о закономерностях в ПО, позволяющие выводить новые факты из имеющихся в БД; метаинформацию; сведения о структуре предметной области; сведения, обеспечивающие понимание запроса и синтез ответа. Если в традиционном банке данных знания о предметной области заложены программистом в каждую прикладную программу, а также в структуру БД, то в интеллектуальном банке данных они хранятся в базе знаний и отделены от прикладных программ. В отличие от данных, знания активны: на их основе формируются цели и выбираются способы их достижения. Например, ИБД в системе складского учета может автоматически реагировать на такое событие, как уменьшение количества деталей на складе до критической нормы, при этом ИБД без участия пользователя генерирует документы для заказа этих деталей и отправляет их по электронной почте поставщику. Другое характерное отличие знаний от данных -связность, причем знания отражают как структурные взаимосвязи между объектами предметной области, так и вызванные конкретными бизнес -процессами, например такие связи, как "происходит одновременно", "следует из...", "если -то" и др. Наконец, существенную роль в ИБД играет форма представления информации для пользователя: она должна быть как можно ближе к естественным для человека способам обмена данными (профессиональный естественный язык, речевой ввод / вывод, графическая форма).

Хранилища данных - ХД

В настоящее время в корпоративных БД накоплены гигантские объемы информации, однако она недостаточно эффективно используется в процессе управления бизнесом, поэтому бурно развивается новая форма построения ИС - склады (хранилища) данных. ХД представляет собой автономный банк данных, в котором база данных разделена на два компонента: оперативная БД хранит текущую информацию, квазипостоянная БД содержит исторические данные, например, в оперативной БД могут содержаться данные о продажах за текущий год, а в квазипостоянной БД хранятся систематизированные годовые отчеты и балансы за все время существования предприятия. Подсистема оперативного анализа данных позволяет эффективно и быстро анализировать текущую информацию. Подсистема принятия решений пользуется обобщенной и исторической информацией, применяет методы логического вывода. Для общения с пользователем служит универсальный интерфейс.

2 .4 Классификация по способу распределения ресурсов

Локальные информационные системы

Локальные ИС используют одну ЭВМ и предназначены для автоматизации отдельных функций управления на отдельных уровнях управления. Такая ИС мо жет быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях системы управления.

Распределенные информационные системы

В распределенных ИС взаимодействуют несколько ЭВМ, связанных сетью. Отдельные узлы сети обычно территориально удалены друг от друга, решают разные задачи, но используют общую информационную базу.

2 .5 Классификация по архитекутре

По степени распределённости отличают:

• настольные (desktop), или локальные ИС, в которых все компоненты (БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере;
• распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по нескольким компьютерам (облачные системы, серверные решения).

Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:

• файл-серверные ИС (ИС с архитектурой «файл-сервер»);
• клиент-серверные ИС (ИС с архитектурой «клиент-сервер»).

В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях.

В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся только клиентские приложения.

В свою очередь, клиент-серверные ИС разделяют на двухзвенные и многозвенные.

В двухзвенных (англ. two-tier) ИС всего два типа «звеньев»: сервер базы данных, на котором находятся БД и СУБД (back-end), и рабочие станции, на которых находятся клиентские приложения (front-end). Клиентские приложения обращаются к СУБД напрямую.

В многозвенных (англ. multi-tier) ИС добавляются промежуточные «звенья»: серверы приложений (application servers). Пользовательские клиентские приложения не обращаются к СУБД напрямую, они взаимодействуют с промежуточными звеньями. Типичный пример применения трёхзвенной архитектуры — современные веб-приложения, использующие базы данных. В таких приложениях помимо звена СУБД и клиентского звена, выполняющегося в веб-браузере, имеется как минимум одно промежуточное звено — веб-сервер с соответствующим серверным программным обеспечением.

2 .6 Классификация по разным признакам

Имеется пять основных классификационных признаков информации:

Место возникновения

Входная информация – это информация, поступающая в фирму или ее подразделения.

Выходная информация – это информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение).

Внутренняя информация возникает внутри объекта, внешняя информация – за пределами объекта.

Стабильность

Переменная информация отражает фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной деятельности фирмы. Она может меняться для каждого случая как по назначению, так и по количеству.

Постоянная (условно-постоянная) информация – это неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени информация.

Стадия обработки

Первичная информация – это информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии.

Вторичная информация – это информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может быть промежуточной и результатной.

Промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов.

Результатная информация получается в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки управленческих решений.

Способ отображения

Текстовая информация – это совокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых представляется информация на физическом носителе (бумага, изображение на экране дисплея).

Графическая информация – это различного рода графики, диаграммы, схемы, рисунки и т.д.

Функция управления

Плановая информация – это информация о параметрах объекта управления на будущий период. На эту информацию идет ориентация всей деятельности фирмы.

Нормативно-справочная информация содержит различные нормативные и справочные данные. Ее обновление происходит достаточно редко.

Учетная информация – это информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени. На основании этой информации могут быть проведены следующие действия: скорректирована плановая информация, сделан анализ хозяйственной деятельности фирмы, приняты решения по более эффективному управлению работами и пр. (информация бух. учета, статистическая информация и т.д.).

Оперативная (текущая) информация – это информация, использующаяся в оперативном управлении и характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени. К оперативной информации предъявляются серьезные требования по скорости поступления и обработки, а также по степени ее достоверности. От того, насколько быстро и качественно проводится ее обработка, во многом зависит успех фирмы на рынке.

Степень автоматизации

По степени автоматизации ИС делятся на:

• автоматизированные: информационные системы, в которых автоматизация может быть неполной (то есть требуется постоянное вмешательство персонала);
• автоматические: информационные системы, в которых автоматизация является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется только эпизодически.
• ручные информационные системы («без компьютера») существовать не могут, поскольку существующие определения предписывают обязательное наличие в составе ИС аппаратно-программных средств. Вследствие этого понятия «автоматизированная информационная система», «компьютерная информационная система» и просто «информационная система» являются синонимами.

5 .1 Реляционные базы данных

Реляционная база данных – это набор данных с предопределенными связями между ними. Эти данные организованны в виде набора таблиц, состоящих из столбцов и строк. В таблицах хранится информация об объектах, представленных в базе данных. В каждом столбце таблицы хранится определенный тип данных, в каждой ячейке – значение атрибута. Каждая стока таблицы представляет собой набор связанных значений, относящихся к одному объекту или сущности. Каждая строка в таблице может быть помечена уникальным идентификатором, называемым первичным ключом, а строки из нескольких таблиц могут быть связаны с помощью внешних ключей. К этим данным можно получить доступ многими способами, и при этом реорганизовывать таблицы БД не требуется.

Важные аспекты реляционных БД

SQL (Structured Query Language) – основной интерфейс работы с реляционными базами данных. SQL стал стандартом Национального института стандартов США (ANSI) в 1986 году. Стандарт ANSI SQL поддерживается всеми популярными ядрами реляционных БД. Некоторые из ядер также включают расширения стандарта ANSI SQL, поддерживающие специфичный для этих ядер функционал. SQL используется для добавления, обновления и удаления строк данных, извлечения наборов данных для обработки транзакций и аналитических приложений, а также для управления всеми аспектами работы базы данных.

Целостность данных – это полнота, точность и единообразие данных. Для поддержания целостности данных в реляционных БД используется ряд инструментов. В их число входят первичные ключи, внешние ключи, ограничения «Not NULL», «Unique», «Default» и «Check». Эти ограничения целостности позволяют применять практические правила к данным в таблицах и гарантировать точность и надежность данных. Большинство ядер БД также поддерживает интеграцию пользовательского кода, который выполняется в ответ на определенные операции в БД.

Транзакция в базе данных – это один или несколько операторов SQL, выполненных в виде последовательности операций, представляющих собой единую логическую задачу. Транзакция представляет собой неделимое действие, то есть она должна быть выполнена как единое целое и либо должна быть записана в базу данных целиком, либо не должен быть записан ни один из ее компонентов. В терминологии реляционных баз данных транзакция завершается либо действием COMMIT, либо ROLLBACK. Каждая транзакция рассматривается как внутренне связный, надежный и независимый от других транзакций элемент.

CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] имя_базы_даных;

USE productsdb;

DROP DATABASE [IF EXISTS] имя_базы_даных;

DROP DATABASE productsdb;

CREATE TABLE название_таблицы
(название_столбца1 тип_данных атрибуты_столбца1, 
 название_столбца2 тип_данных атрибуты_столбца2,
 ................................................
 название_столбцаN тип_данных атрибуты_столбцаN,
 атрибуты_уровня_таблицы
)

CREATE DATABASE productsdb;
 
USE productsdb;
 
CREATE TABLE Customers
(
    Id INT,
    Age INT,
    FirstName VARCHAR(20),
    LastName VARCHAR(20)
);

RENAME TABLE старое_название TO новое_название;

TRUNCATE TABLE Clients;

DROP TABLE Clients;

INSERT [INTO] имя_таблицы [(список_столбцов)] VALUES (значение1, значение2, ... значениеN)

SELECT список_столбцов FROM имя_таблицы

SELECT * FROM products;

SELECT name, price FROM products;

SELECT * FROM Products
WHERE Manufacturer = 'Samsung';

UPDATE имя_таблицы
SET столбец1 = значение1, столбец2 = значение2, ... столбецN = значениеN
[WHERE условие_обновления]

UPDATE Products
SET Manufacturer = 'Samsung Inc.'
WHERE Manufacturer = 'Samsung';

UPDATE Products
SET Manufacturer = 'Samsung',
    price = '150'
WHERE Manufacturer = 'Samsung Inc.';

DELETE FROM имя_таблицы
[WHERE условие_удаления]

DELETE FROM Products
WHERE Manufacturer='Huawei';

5 .2 NoSQL базы данных

NoSQL – группа типов БД, предлагающих подходы, отличные от стандартного реляционного шаблона. Говоря NoSQL, подразумевают либо «не-SQL», либо «не только SQL», чтобы уточнить, что иногда допускается SQL-подобный запрос.

Базы данных «ключ-значение»

В базах данных «ключ-значение» для хранения информации вы предоставляте ключ и объект данных, который нужно сохранить. Например, JSON-объект, изображение или текст. Чтобы запросить данные, отправляете ключ и получаете blob-объект.

Особенности:

• хранилища обеспечивают быстрый и малозатратный доступ;
• часто хранят данные конфигураций и информацию о состоянии данных, представленных словарями или хэшем;
• нет жёсткой схемы отношения между данными, поэтому в таких БД часто хранят одновременно различные типы данных;
• разработчик отвечает за определение схемы именования ключей и за то, чтобы значение имело соответствующий тип/формат.

Примеры:

• Redis
• memcached
• etcd

5 .3 Документные базы данных

Документные базы данных (также документоориентированные БД или хранилища документов), совместно используют базовую семантику доступа и поиска хранилищ ключей и значений. Такие БД также используют ключ для уникальной идентификации данных. Разница между хранилищами «ключ-значение» и документными БД заключается в том, что вместо хранения blob-объектов, документоориентированные базы хранят данные в структурированных форматах – JSON, BSON или XML.

Особенности:

• база данных не предписывает опредёленный формат или схему;
• каждый документ может иметь свою внутреннюю структуру;
• документные БД являются хорошим выбором для быстрой разработки;
• в любой момент можно менять свойства данных, не изменяя структуру или сами данные.

Примеры:

• MongoDB
• RethinkDB

6 .1 Фреймворки в веб-разработке