3

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал РГГУ в г. Калининграде

Кафедра экономическо-управленческих и правовых дисциплин

Контрольная работа по «ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ УПРАВЛЕНИЯ»

«Распределенные информационные системы»

Афанасьев Олег Александрович

3-го курса заочной формы обучения

специальность 080507

«Менеджмент организации»

Руководитель:

К.ф-м.н., доцент

Корнев К.П.

Калининград 2010

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение 3
• 1. Распределенная обработка данных. 4
• 2. Понятие распределенной базы данных. 6
• 3. Методы поддержки целостности распределенной базы данных. 7
• 4.Стандартизация цифрового представления документальной информации. 8
• 5. Стандартизация определения архитектуры документа и процессов обработки(ODA/ODIF). 13
• 6. Стандарты представления знаний. 14
• Заключение. 18
• Список используемой литературы. 19

Введение

Распределенные базы данных невозможно рассматривать вне контекста более общей и более значимой темы распределенных информационных систем. Процессы децентрализации и информационной интеграции, происходящие во всем мире, неизбежно должны рано или поздно затронуть нашу страну. Россия, в силу своего географического положения и размеров "обречена" на преимущественное использование распределенных систем. Наша работа посвящена изучению архитектуры распределённой обработки данных, методам поддержки целостности распределенной базы данных, стандартизации определения архитектуры документа и процессов обработки, а также рассмотрим различные стандарты представления данных.

1. Распределенная обработка данных.

Распределенная обработка данных - методика выполнения прикладных программ группой систем. При этом пользователь получает возможность работать с сетевыми службами и прикладными процессами, расположенными в нескольких взаимосвязанных абонентских системах.

Распределённую обработку данных используют распределенные системы обработки данных.

Распределенные системы - это системы типа "клиент-сервер".

Рис.1. обработка данных в архитектуре клиент/сервер

Итак, клиент-серверная информационная система состоит в простейшем случае из трех основных компонентов:

· сервер баз данных, управляющий хранением данных, доступом и защитой, резервным копированием, отслеживающий целостность данных в соответствии с бизнес-правилами и, самое главное, выполняющий запросы клиента;

· клиент, предоставляющий интерфейс пользователя, выполняющий логику приложения, проверяющий допустимость данных, посылающий запросы к серверу и получающий ответы от него;

· сеть и коммуникационное программное обеспечение, осуществляющее взаимодействие между клиентом и сервером посредством сетевых протоколов.

Основные особенности архитектуры «клиент-сервер»

Одна из моделей взаимодействия компьютеров в сети получила название «клиент-сервер» (Рис. 2.). Каждый из составляющих эту архитектуру элементов играет свою роль: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, клиент имеет возможность воспользоваться ими.

Рис. 2. Архитектура «клиент-сервер»

Сервер базы данных представляет собой мультипользовательскую версию СУБД, параллельно обрабатывающую запросы, поступившие со всех рабочих станций. В его задачу входит реализация логики обработки транзакций с применением необходимой техники синхронизации - поддержки протоколов блокирования ресурсов, обеспечение, предотвращение и/или устранения тупиковых ситуаций.

В ответ на пользовательский запрос рабочая станция получит не «сырье» для последующей обработки, а готовые результаты. Программное обеспечение рабочей станции при такой архитектуре играет роль только внешнего интерфейса (Front - end) централизованной системы управления данными. Это позволяет существенно уменьшить сетевой трафик, сократить время на ожидание блокированных ресурсов данных в мультипользовательском режиме, разгрузить рабочие станции и при достаточно мощной центральной машине использовать для них более дешевое оборудование.

Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они входят в состав или образуют систему распределенной обработки данных.

Для современных СУБД архитектура «клиент-сервер» стала фактически стандартом. Если предполагается, что проектируемая информация будет иметь архитектуру «клиент-сервер», то это означает, что прикладные программы, реализованные в ее рамках, будут иметь распределенный характер, т. е. часть функций приложений будет реализована в программе-клиенте, другая - в программе-сервере. Основной принцип технологии «клиент-сервер» заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на четыре группы:

· функции ввода и отображения данных;

· прикладные функции, характерные для предметной области;

· фундаментальные функции хранения и управления ресурсами (базами данных);

· служебные функции.

2. Понятие распределенной базы данных

Распределенная база данных (DDB - distributed database) - это совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети. Распределенная система управления базой данных определяется как программная система, которая позволяет управлять распределенной базой данных таким образом, чтобы ее распределённость была прозрачна для пользователей. В этом определении следует уточнить две отличительных архитектурных особенности. Первая из них заключается в том, что система состоит из (возможно, пустого) множества узлов приема запросов (query site) и непустого множества узлов данных (data site). Узлы данных обладают средствами для хранения данных, а узлы приема запросов - нет. В узлах приема запросов лишь выполняются программы, реализующие пользовательский интерфейс для доступа к данным, хранящимся в узлах данных. Вторая особенность состоит в том, что узлы логически представляют собой независимые компьютеры. Следовательно, у такого узла имеется собственная основная и внешняя память, установлена собственная операционная система (может быть, одна и та же на всех узлах, а возможно, и нет) и имеется возможность выполнять приложения. Узлы связаны компьютерной сетью, а не входят в мультипроцессорную конфигурацию. Важно подчеркнуть слабую связанность процессоров, которые обладают собственными операционными системами и функционирует независимо.

3. Методы поддержки целостности распределенной базы данных

Поддержка целостности в реляционной модели данных в ее классическом понимании включает в себя 3 метода:

Первый метод это поддержка структурной целостности, которая трактуется как то, что реляционная СУБД должна допускать работу только с однородными структурами данных типа "реляционное отношение". При этом понятие "реляционного отношения" должно удовлетворять всем ограничениям, накладываемым на него в классической теории реляционной БД (отсутствие дубликатов кортежей, соответственно обязательное наличие первичного ключа, отсутствие понятия упорядоченности кортежей).

Второй метод это поддержка языковой целостности, которая состоит в том, что реляционная СУБД должна обеспечивать языки описания и манипулирования данными не ниже стандарта SQL. Не должны быть доступны иные низкоуровневые средства манипулирования данными, не соответствующие стандарту.

Именно поэтому доступ к информации, хранимой в базе данных, и любые изменения этой информации могут быть выполнены только с использованием операторов языка SQL.

Третий метод это поддержка ссылочной целостности (Declarative Referential Integrity, DRI), означает обеспечение одного из заданных принципов взаимосвязи между экземплярами кортежей взаимосвязанных отношений:

· кортежи подчиненного отношения уничтожаются при удалении кортежа основного отношения, связанного с ними.

· кортежи основного отношения модифицируются при удалении кортежа основного отношения, связанного с ними, при этом на месте ключа родительского отношения ставится неопределенное Null значение.

Ссылочная целостность обеспечивает поддержку непротиворечивого состояния БД в процессе модификации данных при выполнении операций добавления или удаления.

Кроме указанных ограничений целостности, которые в общем виде не определяют семантику БД, вводится понятие семантической поддержки целостности.

Структурная, языковая и ссылочная целостность определяют правила работы СУБД с реляционными структурами данных. Требования поддержки этих трех видов целостности говорят о том, что каждая СУБД должна уметь это делать, а разработчики должны это учитывать при построении баз данных с использованием реляционной модели.

4.Стандартизация цифрового представления документальной информации

Правовое регулирование вопросов работы с электронными документами предполагает закрепление в нормативных правовых актах, прежде всего, понятия «электронный документ» и возможности использования электронных документов наравне с традиционными документами в различных сферах деятельности, особенно в сфере государственного управления. Применение электронных документов требует законодательного обеспечения их юридической силы, то есть установления порядка их удостоверения (состава и способов оформления реквизитов), а также защиты от искажений в процессе электронного обмена. В связи с этим в современном законодательстве предпринимаются попытки создания определенных условий для использования в этих целях технологии электронной подписи.

Техническое регулирование (стандартизация) в области электронного документооборота направлено на разработку, принятие, применение и исполнение требований к электронным документам и различным технологическим процессам, связанным с применением электронных документов, например, процессам формирования и проверки электронной подписи, процедурам хранения, транспортировки и эксплуатации носителей, используемых при обработке данных и хранении информации в электронном виде.

Стандартизация массивов метаданных об информационных ресурсах, развитие систем их классификации и каталогизации должны стать основой создания эффективных средств навигации в российском информационном пространстве, а также постоянно действующего мониторинга информационных ресурсов (прежде всего, государственных) и информационной деятельности.

В связи с вышеизложенным, в 1999 г. был принят национальный стандарт ГОСТ Р 51353, определяющий состав и содержание метаданных электронных карт в геоинформационных системах, а в 2003 г. принят непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации межгосударственный стандарт ГОСТ 7.70, устанавливающий состав, содержание и представление реквизитов описания электронных информационных ресурсов, являющихся базами данных и машиночитаемыми информационными массивами. Стандарт ГОСТ 7.70 рекомендован как для регистрирующих органов, составляющих каталоги информационных ресурсов, так и для разработчиков и распространителей электронных информационных ресурсов (на сменных носителях, в глобальных и локальных сетях).

Национальные стандарты, входящие в Систему стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу (СИБИД), нормативно упорядочивают информационные процессы, обеспечивающие доступ к информационным фондам. Например, правила библиографического описания электронных изданий устанавливает государственный стандарт ГОСТ 7.82, согласно которому описание электронных ресурсов максимально приближено к описанию традиционных документов, закрепленному в ГОСТ 7.1.

Создание и эксплуатация компьютерных систем и технологий обработки документации осуществляется на основе правил, изложенных в комплексе стандартов на автоматизированные системы и других стандартах серии «Информационная технология». Также на государственном уровне стандартизированы вопросы защиты информации и использования электронной цифровой подписи.

В частности, стандарт ГОСТ 34.601 выделяет восемь стадий в создании автоматизированных систем (АС), используемых в различных сферах деятельности, в том числе в управленческой: формирование требований к АС, разработка концепции АС, техническое задание, эскизный проект, технический проект, рабочая документация, ввод в действие, сопровождение АС.

Стандарт ГОСТ 34.602 устанавливает состав, содержание, правила оформления документа «Техническое задание на создание (развитие или модернизацию) системы», а также порядок его разработки, согласования и утверждения. В этом стандарте отмечено, что включаемые в техническое задание требования должны «не уступать аналогичным требованиям, предъявляемым к лучшим современным отечественным и зарубежным аналогам».

Разработанный в 2004 году национальный стандарт ГОСТ Р 52294 определяет основные положения по созданию, внедрению, эксплуатации и сопровождению электронного регламента административной и служебной деятельности организаций. Он распространяется на автоматизированные системы обработки информации и управления учреждений, предприятий и организаций независимо от формы собственности и подчинения. Положения этого стандарта следует учитывать при создании новых или совершенствовании существующих технологий управления организацией. Стандарт ГОСТ 52294 содержит определения терминов «регламент» (это «совокупность правил, устанавливающих порядок проведения работ или осуществления деятельности»), «рабочий процесс» (это «совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, преобразующих входы в выходы и реализуемых в пределах организации»), «операция (работа)» (это «часть рабочего процесса, создающая воспроизводимый результат в рамках рабочего процесса»).

В национальных стандартах также закреплены требования к управлению документами, проведению унификации и применению унифицированных систем документации, оформлению организационно-распорядительной документации, терминологии в области делопроизводства и архивного дела, терминологии в области электронного обмена информацией.

Следует отметить, что отраслевой терминологический стандарт по делопроизводству и архивному делу ГОСТ Р 51141, действующий с 1 января 1999 г., не в полной мере отражает новую международную терминологию и не учитывает новую техническую терминологию, возникшую в связи с применением компьютерных информационных технологий в сфере работы с информацией и документацией. Он требует актуализации на основе использования стандартов ИСО и отечественного опыта работы с документацией.

Национальную систему стандартизации составляют, помимо национальных стандартов, общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации и другие применяемые в установленном порядке классификации. Общероссийские классификаторы - это нормативные документы, распределяющие технико-экономическую и социальную информацию в соответствии с ее классификацией (классами, группами, видами и др.). В отличие от национальных стандартов, применяемых на добровольной основе, общероссийские классификаторы являются обязательными для применения при создании государственных информационных систем и информационных ресурсов, а также при межведомственном обмене информацией.

Утвержденное Правительством РФ «Положение о разработке, принятии, введении в действие, ведении и применении общероссийских классификаторов технико-экономической и социальной информации в социально-экономической области» содержит перечень общероссийских классификаторов, а также органов исполнительной власти, обеспечивающих разработку, ведение и применение каждого из классификаторов.

Сами унифицированные формы документов утверждаются министерствами (ведомствами) РФ - разработчиками унифицированных систем документации. Например, федеральный орган государственной статистики в рамках первичной учетной документации ведет подсистему документации по учету труда и его оплаты, разрабатывает и утверждает альбомы унифицированных форм первичной учетной документации и их электронные версии.

Следует отметить, что Росархивом и ВНИИДАД в 2007 г. разработан и введен в действие Единый классификатор документной информации Архивного фонда Российской Федерации. Этот классификатор устанавливает и закрепляет единый для всех государственных и муниципальных архивов РФ систематизированный перечень наименований и индексов объектов классификации, что создает прочную основу для формирования единого архивного информационного пространства нашей страны.

Требования к электронным документам могут содержать законодательные и иные нормативные правовые акты, определяющие статус различных юридических лиц или их деятельность в определенной сфере. Например, в соответствии с Федеральным законом «Об индивидуальном (персонифицированном) учете в системе государственного пенсионного страхования» в Пенсионный фонд РФ может представляться информация как в виде документов в письменной форме, так и в электронной форме (на магнитных носителях или по каналам связи).

5. Стандартизация определения архитектуры документа и процессов обработки(ODA/ODIF)

ODA/ODIF - Office Document Architecture / Office Document Interchange Format (Архитектура офисных документов / Форма обмена офисными документами)

Открытый стандарт архитектуры документов и формата обмена, позволяет обмениваться сложными документами (т.е. документами, несущими в себе одновременно несколько различных типов содержания, например буквы, растровую графику и геометрическую [компьютерную] графику).

В мире сформировалась информационная среда, инфраструктура которой базируется на компьютерах и телекоммуникациях. Эта среда, построенная по технологии “клиент-сервер”, обеспечивает возможность интеграции разнородных технических и программных решений. Наряду с уже хорошо известным словом Интернет несколько лет назад появилось понятие intranet, под которым понимается применение в корпоративных сетях и системах средств и стандартов, разработанных для глобальных сетей. И для организации электронного документооборота в этих системах существуют свои стандарты и программные средства. Вероятно, разработчики систем передачи электронных документов в библиотеках должны обязательно учесть стандарт ISO 8613 (parts 1-6) “Архитектура и обменный формат для офисных документов” (Office Document Architecture (ODA) and Interchange Format (ODIF)). Этот стандарт задает метод описания электронных документов и само описание структурированной информации в виде, удобном для машинной обработки и автоматизированного обмена.

Далее следует сказать, что документы или их копии, предоставляемые пользователю, могут быть разной природы: электронные графические копии, электронные файлы в одном из текстовых форматов, ксерокопии или оригиналы, выдаваемые по МБА. Соответственно , мы должны учесть все необходимые стандарты , описывающие их форматы и кодировку (TIFF, GIF, JPEG, PDF, PostScript, CCITT Group 3/Group4 Facsimile Standard, ISO 2022 "Information Processing - 7-bit/8-bit character sets", ISO 4873 “8-bit code for Information Interchange - Structure and Rules for Implementation", ISO 6937 “Coded characters for Text Communication", ISO 8859 “8-bit single byte coded graphics character sets", CP Windows-1251, и др .). Мы должны также учесть и использовать возможности представления документов на языках HTML ("HyperText Mark-up Language") и SGML (ISO 8859 "Information Processing - Text and Office Systems - Standard Generalized Mark-up Language") с соответствующими кодовыми таблицами (UNICODE, UTF-8, ISO 10646). Технологическое обеспечение и функциональные программы электронного МБА должны предусматривать не только различные форматы, но различные способы транспортировки документов, как-то: передача данных по электронной почте, через FTP-сервер, возможно, использование каких-то других протоколов сетей передачи данных, пересылка документов по факсу или обычной почтой и т.п.

6. Стандарты представления знаний

Одной из проблем в представлении знаний является то, как хранить и обрабатывать знания в информационных системах формальным способом так, чтобы механизмы могли использовать их для достижения поставленных задач. Примеры применения здесь экспертные системы, Машинный перевод, компьютеризированное техническое обслуживание и системы извлечения и поиска информации (включая пользовательские интерфейсы баз данных).

Для представления знаний можно использовать семантические сети. Каждый узел такой сети представляет концепцию, а дуги используются для определения отношений между концепциями. Одна из самых выразительных и детально описанных парадигм представления знаний основанных на семантических сетях это MultiNet (акроним для Многослойные Расширенные Семантические Сети англ. Multilayered Extended Semantic Networks).

Начиная с 1960-х годов, использовалось понятие фрейма знаний или просто фрейма. Каждый фрейм имеет своё собственное имя и набор атрибутов, или слотов которые содержат значения; например фрейм дом мог бы содержать слоты цвет, количество этажей и так далее.

Использование фреймов в экспертных системах является примером объектно-ориентированного программирования, с наследованием свойств, которое описывается связью «is-a». Однако, в использовании связи «is-a» существовало немало противоречий: Рональд Брахман написал работу озаглавленную «Чем является и не является IS-A», в которой были найдены 29 различных семантик связи «is-a» в проектах, чьи схемы представления знаний включали связь «is-a». Другие связи включают, например, «has-part».

Фреймовые структуры хорошо подходят для представления знаний, представленных в виде схем и стереотипных когнитивных паттернов. Элементы подобных паттернов обладают разными весами, причем большие весы назначаются тем элементам, которые соответствую текущей когнитивной схеме). Паттерн активизируется при определённых условиях: Если человек видит большую птицу, при условии что сейчас активна его «морская схема», а «земная схема» -- нет, он классифицирует её скорее как морского орлана, а не сухопутного беркута.

Фреймовые представления объектно-центрированы в том же смысле что и Семантическая сеть: Все факты и свойства, связанные с одной концепцией, размещаются в одном месте, поэтому не требуется тратить ресурсы на поиск по базе данных.

Скрипт - это тип фреймов, который описывает последовательность событий во времени; типичный пример описание похода в ресторан. События здесь включают ожидание места, прочитать меню, сделать заказ, и так далее.

В информатике (главным образом в области искусственного интеллекта) для структурирования информации, а также организации баз знаний и экспертных систем были предложены несколько способов представления знаний. Одно из них -- представление данных и сведений в рамках логической модели баз знаний, на основе языка логического программирования Пролог.

Под термином «Представление Знаний» чаще всего подразумеваются способы представления знаний, ориентированные на автоматическую обработку современными компьютерами, и в частности, представления, состоящие из явных объектов ('класс всех слонов', или 'Клайд -- экземпляр'), и из суждений или утверждений о них ('Клайд слон', или 'все слоны серые'). Представление знаний в подобной явной форме позволяет компьютерам делать дедуктивные выводы из ранее сохраненного знания ('Клайд серый').

В 1970-х и начале 1980-х были предложены, и с переменным успехом опробованы многочисленные методы представления знаний, например эвристические вопросно-ответные системы, нейросети, доказательство теорем, и экспертные системы. Главными областями их применения в то время были медицинская диагностика (к примеру MYCIN) и игры (например шахматы).

В 1980-х годах появились формальные компьютерные языки представления знаний. Основные проекты того времени пытались закодировать (занести в свои базы знаний) огромные массивы общечеловеческого знания. Например в проекте «Cyc» была обработана большая энциклопедия, и кодировалась не сама хранящаяся в ней информация, а знания, которые потребуются читателю чтобы понять эту энциклопедию: наивная физика, понятия времени, причинности и мотивации, типичные объекты и их классы. Проект Cyc развивается компанией Cycorp, Inc.; большая часть (но не вся) их базы свободно доступна.

Эта работа привела к более точной оценке сложности задачи представления знаний. Одновременно в математической лингвистике, были созданы гораздо более объёмные базы языковой информации, и они, вместе с огромным приростом скорости и объёмов памяти компьютеров сделали более глубокое представление знаний более реальным.

Было разработано несколько языков программирования ориентированных на представление знаний. Пролог, разработанный в 1972 , но получивший популярность значительно позже, описывает высказывания и основную логику, и может производить выводы из известных посылок. Ещё больше нацелен на представление знаний язык KL-ONE (1980-е).

В области электронных документов были разработаны языки явно выражающие структуру хранимых документов, такие как SGML а впоследствии XML. Они облегчили задачи поиска и извлечения информации, которые в последнее время всё больше связаны с задачей представления знаний. Веб-сообщество крайне заинтересованно в семантической паутине, в которой основанные на XML языки представления знаний, такие как RDF, Карта тем и другие используются для увеличения доступности компьютерным системам информации, хранящейся в сети.

Сегодня широко используются гиперссылки, однако близкое понятие семантической ссылки ещё не вошло в широкое употребление. Со времён Вавилона использовались математические таблицы. Позже эти таблицы использовались чтобы представлять результат логических операций, например таблицы истинности использовались для изучения и моделирования Булевой логики. Табличные процессоры являются другим примером табличного представления знаний. Другими методами представлениями знаний являются деревья, с помощью которых можно показать связи между фундаментальными концепциями и их производными.

Заключение

В настоящий момент перед многими организациями, имеющими территориально-распределенную структуру, остро встает проблема интеграции данных и приложений в рамках единого информационного пространства. Всем надоело возить дискеты на троллейбусе и мучиться, конвертируя данные из формата одного приложения в формат другого.

Возникает острое желание заниматься своим делом т.е. своевременно иметь информацию в нужной точке в нужное время, а не разбираться с измученными программистами по поводу того, какая информация и куда не дошла, а также, почему данные, введенные в одном приложении, никак не хотят попасть в другое.

В данном случае, потребуется применить технологию Распределенных Информационных Систем. Эта технология позволяет в ограниченные сроки разрабатывать и внедрять информационные системы компании в рамках единого информационного пространства, а также экономить существенные средства на ее сопровождение.

Список используемой литературы

1.Основы Web-технологий./ П.Б. Храмцев, С.А. Брик, А.М. Русак, А.И. Сургин / Под редакцией П.Б. Храмцова. - М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-университет информационных технологий», 2003. -512с.

2. Глухов В.А., Лаврик О.Л. Электронная доставка документов. - М.: ИНИОН РАН, 1999. - 132 с.

3. Фридланд А.Я. Информатика и компьютерные технологии/ А.Я. Фридланд, Л.С. Ханамирова.- М.: Астрель. 2003.- 204 с.

4. Сахаров А. А. Концепция построения и реализации информационных систем, ориентированных на анализ данных // СУБД. - 1996. - № 4. - С. 55-70.

5. Коровкин С. Д., Левенец И. А., Ратманова И. Д., Старых В. А., Щавелёв Л. В. Решение проблемы комплексного оперативного анализа информации хранилищ данных // СУБД. - 1997. - № 5-6. - С. 47-51.

6. Энсор Д., Стивенсон Й. - М.: Oracle. Проектирование баз данных: Пер. с англ. - К.: Издательская группа BHV, 1999. - 560 с.