Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Вопросы н упражнени я

используются в качестве запроса-образца для формирования

ПОЗ и полнотекстового поиска

релевантных

документов, с ко-

торыми и устанавливаются гипертекстовые связи.

Иногда применяются и более тонкие полуавтоматизирован-

ные подходы. Пользователь, анализируя содержание вводимо-

го документа, может через технику ключевых терминов, или

через классификационную рубрикацию, или через возможнос-

ти полнотекстового поиска выбрать группу предварительно

сходных (ассоциированных) по смыслу документов. Далее про-

сматривая документы этой группы, он отмечает действительно

релевантные из них, определяя и устанавливая тем самым со-

ответствующие связи (гиперссылки) вводимого документа.

Таким образом, в технологиях автоматизированного

форлшрования

гипертекстовых связей документов сливают-

ся все подходы, наработаппые в сфере документальных инфор-

мационных систем для формализации смыслового содержания

текстовых документов.

Вопросы и упражнения

Приведите основные отличия фактографических и документаль-

ных И}к1)ормациониых систем по форме представления дагшых и

способам удовлетворения

информацио!

ых потреб! юстей пользо-

вателей.

2. В чем отличие понятий

нертипеитиость

и релевантность?

3. Поясните, что отражают поисковые

обр113ы

документов и запро-

сов.

Что является результатом

ивдексирова!

1ия

докуме! ггов в докуме! I-

тальиькИПС?

Объясните основные различия дескрипторных и семантических

ипя

6. Дайте определения

нокгиателей

э{1)фективности

документ1шьньк

ИПС и охарактеризуйте соотношение между полнотой н точнос-

тью документального информационного поиска.

7. Объясните суть и дайте сравнительную характеристику перечис-

лителыюй и систематизироваи! юй классификации докуме! 1тов.

8. По фрагменту

фасепюй

классификации, приведенной на рис. 6.6,

постройте индекс документа, в котором вдет речь о коррозион-

301

Документальные

информационные

спстемы

ной усталости трубчатых растяжных конструкций из хромонике-

левых сплавов.

9. По фрагменту фасетной классификации, приведенной на рис. 6.6,

поясните, о чем может идти речь в документах, индекс которых

выражается следующими фасетными формулами:

Ас Вс

К§

Ь§

Ас Всё

К§Ь

Ьт

Ас

В81

К!

Ьё

10. Для документальной базы текстовых сообщений о планируемых

или состоявшихся научных мероприятиях (конференции, семи-

нары, симпозиумы) по тематикам, связанным с радиолокацией (ра-

дионавигация,

загоризо?ггная

локация, синтез и обработка радио-

локационных сигналов, антенно-фидерная техника, устройства

отображения радиолокационной информации

т. д.), организуе-

мых академическими, отраслевыми НИИ или учебными заведе-

ниями, составьте примерную схему фасетной классификации и

на ее основе проиндексируйте следующее сообщение:

21.08.2000г.

Институтом математики и кибернетики Североси-

. бирского отделения РАН в г. Северск проводится научно-практи-

ческая конференция «Теория и практика фазокодоманипулиро-

ванных

(ФКМ)

сигаалов

радиолокационных устройств».

11.

Для чего применяется координация понятий (терминов) в доку-

ме^ггальныx

ИПС на основе

индексирования?

В чем суть и отли-

чия понятий пред- и посткоординации?

12. В рамках фасетной классификации, приведенной на рис. 6.6, по-

ясните следующие фасетные формулы с использованием коорди-

нации понятий, отражающие содержание документов

или

31шро-

сов пользователя:

(-,АС) о

ВОТ

((К1

КЬ)

КР)

ЬО

АС

ВС

(КР

(-,

КРР))

(ЬВ

ЬО

ЬС)

13.

В рамках фасетной классификации, приведенной на рис. 6.6, со-

ставьте фасетную формулу с использованием предкоординации

понятий для документа, в котором идет речь о разрушениях не-

трубчатых конструкций из хромистых или хромоникелевых ста-

лей от

коррозионгюй

усталости при сжатиях или ударах.

14.

Какие отличия имеет тезаурус от словаря ключевых слов опреде-

ленной предметной области?

15.

В чем заключается ведение тезауруса?

16.

Почему ИПС на

осгюве

тезаурусов обладают более высокой эф-

фективностью документального информационного поиска по

сравнению с системами, построенными на основе перечислитель-

302

Вопросы и

упражнения

пои классификации содержания документов по словарю ключе-

вых слов?

17.

Приведите сравнительную характеристику преимуществ и недо-

статков ручного и автоматизирова!

юго

шщексирования

докуме! I-

тов.

18.

Чтонредставляетсобойиндексвдокумепт^шьныхИПС,

какова

его организация и смысл элементов?

19. В каком смысле

игщекс

полнотекстовых систем отражает полный

текст документов, агрегированных в ИПС?

20. По

инс1)Ормацио11но-технологической

структуре полнотекстовых

ИПС, приведенной на рис. 6.9, выделите элементы, которые в со-

вокунгюсти

составляют программные средства, характеризуемые

термином

«полнотекс1ювые

СУБД».

21.

По информационно-технологической структуре полнотекстовых

ИПС, приведешюй на рис. 6.9, выделите элементы, которые в со-

вокупности можно назвать полнотекстовой базой документов.

22. Поясните, является ли обязательным

ишичие

отделы ю

орга!

шзо-

ванного и

локсшьно

сосредоточенного хранилища документов в

полнотекстовых ИПС.

23. Что происходит с индексом и, в частности, с поисковыми образа-

ми ранее накопленных (проиндексированных) документов в пол-

нотекстовых

ИПС

с динамическим

глоб^шьным

словарем при на-

личии во

вгювь

поступающем на учет в систему документе

гювых

слово(1)орм?

24. В чем существо

гюрмализации

глоб.шьного

словаря в

полпотек-

стовых ИПС и что дает нормализация?

25. Используется ли координация понятий в полнотекстовых ИПС?

Если да, то в какой форме?

26. С использованием логических

операторов

«И»(3),

«ИЛ

И»(И),

«Н

Е»(Ш) постройте запросы на дескрипторном ИПЯ, в котором

дескрипторами могут выступать любые слова (словоформы), по

поиску документов, в которых

идет

речь о:

• методике информационного поиска в фактогра(1)ическ11Х или до-

кумент1Ц1Ы1ых ИПС, исключая семантнчески-навигащюгшые си-

стемы;

• моделях разграничения доступа в компьютерных системах, по-

строенных в идеологии «Клиент-сервер», исключая системы с

серверами приложений;

• оптимизаторах

запросов в реляционных СУБД, которые не ис-

пользуют апостериорный анализ статистики данных.

303

Документальные

информационные системы

27. В чем преимущества и, может быть, недостатки полиотекстовых

ИПС

с координатным анализом текста документа при индексиро-

вании?

28.

Объяс!

гите

феноме:

г практической независимости скорости поиска

документов в полнотекстовых ИПС от объема хранилища доку-

ментов.

29. Что и как в действительности «понимает» полнотекстовая ИПС с

морфологическим рс1збором

1юрмализованным глобсшьным сло-

варем в запросах пользователя, формулируемых на естественном

языке?

30.

Как определяется количественная мера докумегггов при простран-

ственно-векторной модели представления ПОД и ПОЗ?

31.

Какие вероятностно-статистические расширения пространствен-

но-векторной модели ПОД и ПОЗ позволяют повысить релевант-

ность поиска документов в полнотекстовых ИПС? Что означает

термин «окрашивание» глобального словаря?

32. Чем гипертекст отличается от просто текста?

33.

В чем сходство и отличие чтения и восприятия

традициоиньк

тек-

стовых (бумажных) документов и работы пользователя в гипер-

текстовой ИПС?

34. Для чего нужна визуализация цепочек

«пройдегшых»

документов

в гипертекстовых ИПС, каким способом обычно она решается и

какие проблемы при этом возникают?

Какие математические объекты описывают модель организации

данных в гипертекстовых ИПС?

36. Какие проблемы восприятия гипертекста может решить диффе-

ренциация типов гиперссылок? Ответ поясните на примере моде-

ли организации данных в гипертекстовых справочных системах

М1сго5оГ1

\Утс1о\У5.

37. В чем заключаются ограничения целостности в гипертекстовой

модели данных и какие проблемы в их контроле и поддержании

могут возникать

распределе! шых открытых гипертекстовых ИПС

(на примере \У\У\У)?

304

7.1.

Администрирование

информацнонпых

систе м

7. Администрирование

информационных систем

и защита данных

Использование автоматизированных информационных си-

стем порождает общие информационные ресурсы в

виде

бс1зы

или совокупности баз данных, состояние и функционирование

которых может критически влиять на жизнедеятельность пред-

приятия, организации. В результате, как и для любого крити-

ческого ресурса, требуются отдельное специфическое управ-

ление и контроль состояния, получившие в процессе внедрения

АИС в практику информационного обеспечения деятельности

предприятий и организаций специальный термин — «админис-

трирование и защита данных (баз данных)».

В номенклатуре специалистов, обеспечивающих проекти-

рование, создание, эксплуатацию и использование АИС, соот-

ветственно, выделилась отдельная категория, называемая ад-

министраторами систем (баз данных), играющих ключевую

роль в процессах информационного обеспечения деятельнос-

ти предприятий и организаций.

Взгляды на функции и содержание задач, решаемых в про-

цессе администрирования баз данных, формировались вместе

со становлением индустрии АИС, менялись

вместе

с измене-

ниями и усложнениями программно-технических аспектов ре-

ализации АИС, но со временем постепенно сформировался не-

который их базовый перечень, и

администрирование

баз дан-

ных вошло неотъемлемым ключевым компонентом в теорию и

практику автоматизированных информационных систем.

7.1. Администрирование информационных

систем

общем плане термин «администрирование» определяет

комплекс процессов при создании, эксплуатации и использова-

305

Администрирование

ниформацнонных

систем

н защита данных

НИИ

АИС, связанных с обеспечением надежности и эффектив-

ности функционирования АИС, безопасности данных и орга-

низацией коллективной работы пользователей различных кате-

горий.

Этот комплекс процессов можно разделить по решаемым

задачам на следующие группы:

а обеспечение и поддержание настройки структурного,

интер{1)ейсного и технологического компонентов АИС на струк-

туру и процессы предметной области системы;

а обеспечение надежности и сохранности данных;

а организация и обеспечение коллективной работы пользо-

вателей с общими данными.

Первое направление обусловливает участие администрато-

ра системы в этапах проектирования и ввода АИС в эксплуата-

цию. Администратор при этом выступает экспертом в команде

разработчиков по выбору СУБД и ее особенностям в плане ре-

ализации тех или иных компонент

концептуешьной

схемы со-

здаваемого банка данных, участвует в процессах создания ти-

повых запросов, экранных форм для ввода и вывода данных,

шаблонов отчетов. На этапе проектирования и, в особенности,

в процессе дальнейшей эксплуатации при наполнении систе-

мы данными администратор системы производит анализ адек-

ватности и эффективности спроектированной внутренней схе-

мы базы данных и при необходимости может осуществлять ее

корректировку через использование, например, техники нор-

мализации таблиц в реляционных СУБД. Для обеспечения та-

ких функций некоторые СУБД содержат специальный про-

граммный инструментарий в виде анализаторов быстродействия

и оптимальности баз данных.

В эту же группу функций входит создание и поддержание

словарно-классификационной базы (словари, справочники,

ключевые слова, тезаурусы), которая должна адекватно отра-

жать особенности предметной области информационной сис-

темы.

Еще одной важной функцией, особенно на этапе ввода ин-

формационной системы в эксплуатацию, является первоначаль-

306

7.1. Администрирование

ипформациоипых

систе м

ное наполнение системы данными. Во многих случаях для это-

го могут быть использованы данные из других информацион-

ных систем, находящихся, возможно, в других физических фор-

матах и с другой логической организацией. Импорт данных из

внешних источников, как правило, требует высокой квалифи-

кации по возможностям используемой в АИС СУБД, детально-

го представления логической и физической организации дан-

ных в АИС и выполняется вследствие этого администратором

системы. В фактографических АИС на основе реляционных

СУБД подобные задачи решаются на основе запросов на созда-

ние таблиц, источник данных для которых находится во вне-

шних базах или в файлах других форматов (электронные таб-

лицы, текстовые файлы в формате

УФОД).

Соответственно,

особенности функционирования АИС могут требовать реше-

ния и обратных задач, т. е. задач экспорта данных во внешние

системы и другие форматы. Такие задачи в большинстве слу-

чаев также решаются администраторами АИС.

Обеспечение надежности и сохранности данных является

одной из главных обязанностей администратора АИС и вклю-

чает, в свою очередь, решение ряда следующих технологичес-

ких и профилактических задач:

• планирование, конфигурирование и поддержание систе-

мы использования устройств внешней памяти, на которых раз-

мещаются файлы данных;

• архивирование и резервирование данных;

• восстановление данных после сбоев и повреждений;

• проверка и поддержание целостности данных.

Большой объем файлов баз данных, как уже отмечалось,

обусловливает их размещение на устройствах дисковой (внеш-

ней) памяти. Поэтому отдельной задачей при проектировании

АИС является определение схемы размещения файлов базы дан-

ных системы на устройствах внешней памяти, контроль за ее

состоянием в процессе эксплуатации АИС.

В ряде приложений сохранность и работоспособность базы

данных является чрезвычайно критическим аспектом либо в

силу технологических особенностей (системы реального вре-

307

Администрирование

ииформациопиых

систем

и защита данных

мени), либо в силу содержательного характера данных. В этих

случаях применяются подходы так называемого горячего ре-

зервирования данных, когда база данных постоянно находится

в виде двух идентичных (зеркальных) и параллельно функцио-

нирующих копий, размещаемых на двух раздельных системах

дисковой памяти.

В других ситуациях для обеспечения сохранности данных

используются операции архивирования и резервирования дан-

ных. В большинстве случаев архивирование производится обыч-

ными средствами архивации файлов для их компактного дол-

говременного хранения, как правило, на внешних съемных но-

сителях. Функции архивирования данных иногда могут входить

и в перечень внутренних функций самих СУБД.

Резервирование данных, как правило, не предусматривает

специального сжатия данных, а производится через создание

специальных копий файлов данных в технологических или

иных целях.

И архивирование, и резервирование, помимо технологичес-

ких целей, преследуют также профилактические цели по еще

одной чрезвычайно важной операции, выполняемой админист-

ратором АИС — восстановлению данных после сбоев и по-

вреэ/сдений.

Наличие резервной или архивной копии базы дан-

ных позволяет восстановить работоспособность системы при

выходе из строя основного файла (файлов) данных. При этом,

однако, часть данных, или их изменений, произведенные за вре-

мя, прошедшее с момента последнего архивирования или ре-

зервирования, могут быть потеряны. Такие ситуации особенно

критичны при коллективной обработке общих данных,

рссши-

зуемых клиент-серверными системами. Поэтому в промышлен-

ных СУБД, реализующих технологии «Клиент-сервер», в боль-

шинстве случаев предусматривается ведение

спецшшьного

жур-

нала

текущих

изменений базы данных, размещаемого отдельно

от основных данных и, как правило, на отдельном носителе.

Как уже отмечалось, такой подход называется журнализацией.

В журнале изменений осуществляются непрерывная фиксация

и протоколирование всех манипуляций пользователей с базой

308

7.1. Администрирование

имформацноииых

систем

данных. В результате при любом сбое с помощью архивной

копии и журнала изменений администратор системы может

полностью восстановить данные до момента сбоя.

В перечень функций администратора по обеспечению вос-

становления данных входит также профилактика дисковых

носителей внешней

псшяти,

обеспечиваемая специальными

программными инструментальными утилитами операционной

системы — проверка состояния дисков, дефрагментация и т. д.

Данные обязанности накладывают дополнительные требования

к профессиональной подготовке администраторов как особого

направления подготовки системных программистов.

Проверка

поддсрмсание

целостности данных является

также неотъемлемой функцией администраторов и заключает-

ся в обеспечении настройки и функционирования защитных

механизмов СУБД, поддерживающих ограничения целостнос-

ти данных и связей в конкретной базе данных. Как правило, в

большинстве СУБД имеются встроенные механизмы автома-

тического поддержания и контроля целостности данных. Вме-

сте с тем, в ряде случаев, логика предметной области не дает

возможности устанавливать такие режимы обеспечения целос-

тности связей, как, например, каскадное обновление и удале-

ние связанных записей. При этом в процессе работы пользова-

телей с базой данных может образовываться множество колли-

зий в виде «оборванных» связей, что снижает эффективность

функционирования базы данных. В таких ситуациях одной из

функций администратора базы данных являются

периодичес-

кий контроль целостности связей и устранение подобных кол-

лизий. В некоторых СУБД для решения этих задач предусмот-

рены специальные режимы и механизмы «ревизии» и восста-

новления целостности базы данных. В других СУБД данные

задачи решаются через технику запросов или через разработку,

в том числе и самими администраторами АИС

специальных

программных утилит.

Сходные задачи ревизии данных решаются администрато-

ром также в тех случаях, когда устанавливаются

временные

309

Администрирование

ниформациопиых

систем

и защита

дапиы х

регламенты хранения данных и «устаревшие» данные должны

своевременно обновляться или удаляться из системы.

Большой комплекс функций администратора АИС связан с

организацией и обеспечением коллективной работы пользова-

телей с общими данными. Еще на этапе проектирования АИС

с непосредственным участием будущего администратора сис-

темы разрабатывается организационная схема функционирова-

ния и использования АИС. Исходя из особенностей технологи-

ческих процессов в предметной области и круга решаемых за-

дач, определяются функциональные группы работников,

отвечающих за ввод, обработку и использование общих дан-

ных системы.

На

этой основе строится перечень и схема пользо-

вателей системы, определяются их конкретные функции, пол-

номочия, разрабатываются необходимые технологические и

интерфейсные элементы (входные и выходные экранные фор-

мы, запросы, шаблоны отчетов и т. д.), прорабатываются и ус-

танавливаются внутренние параметры и характеристики кол-

лективной обработки данных (размещение данных, параметры

блокировок, обмена и т. д.). Администратор АИС, по сути, яв-

ляется как раз организатором и руководителем этих технологи-

ческих процессов организации работы эксплуатационного пер-

сонала и абонентов-пользователей системы.

Отдельным, но тесно переплетенным с остальными функ-

циями, направлением этого комплекса обязанностей админис-

тратора системы является создание

поддержание системы

разграничения доступа к данным и защиты данных от несан-

кционированного доступа. На основе системы и схемы функ-

ций, задач и полномочий пользователей и обслуживающего

персонала администратором строится и поддерживается схема

категорирования объектов базы данных по критерию доступа

различных пользователей и внешних процессов, осуществля-

ется текущее управление этой схемой и аудит процессов обра-

ботки данных с точки зрения безопасности и разграничения

доступа к данным.

Развитые СУБД в составе своих функций и возможностей,

как правило, имеют специальный инструментарий, обеспечи-

310