MI_Modulul XI - Giovanna Stanica I

nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC

nvmntul profesional i tehnic n domeniul TICProiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013

Beneficiar Centrul Naional de Dezvoltare a nvmntului Profesional i Tehnic

str. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498, [email protected] sistemelor informaticeMaterial de nvare (partea I)Domeniul: InformaticCalificarea: Analist ProgramatorNivel 3 avansat2009

AUTORI:

STNIC GIOVANNA Profesor grad didactic I

COORDONATOR:MARIANA CIOBANU Profesor grad didactic I CONSULTAN:IOANA CRSTEA expert CNDIPT

GABRIELA CIOBANU expert CNDIPT

ANGELA POPESCU expert CNDIPT

DANA STROIE expert CNDIPT

Acest material a fost elaborat n cadrul proiectului nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC, proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013Cuprins4I. Introducere

7II. Resurse

8Tema 1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

8Fi de documentare 1.1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

18Activitatea de nvare 1.1.1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

19Activitatea de nvare 1.1.2. Proiectarea de ansamblu a sistemelor informatice

20Activitatea de nvare 1.1.3. Proiectarea de detaliu a sistemelor informatice

22Tema 2. Arhitectura sistemelor informatice

22Fi de documentare 2.1. Elemente de coninut. Tendine actuale

24Activitatea de nvare 2.1.1. Elemente de coninut. Tendine actuale

26Fia de documentare 2.2. Comunicarea n cadrul sistemului informatic

30Activitatea de nvare 2.2.1. Comunicarea n cadrul sistemului informatic


33Fia de documentare 2.3. Proiectarea distribuirii aplicaiilor



38Fia de documentare 2.4. Proiectarea distribuirii datelor

41Activitatea de nvare 2.4.1. Proiectarea distribuirii datelor (I)

42Activitatea de nvare 2.4.2. Proiectarea distribuirii datelor (II)

44Tema 3. Organizarea datelor din sistemele informatice

44Fia de documentare 3.1. Sisteme de fiiere. Baze de date. Bnci de date.

51Activitatea de nvare 3.1.1. Organizarea datelor n fiiere

52Activitatea de nvare 3.1.2. Modele de structurare a datelor n BD

54Tema 4. Proiectarea bazelor de date

54Fia de documentare 4.1. Selectarea unui SGBD. Proiectarea schemei conceptuale. Proiectarea schemei logice/externe. Proiectarea schemei fizice a bazei de date

62Activitatea de nvare 4.1.1. Selectarea unui SGBD

63Activitatea de nvare 4.1.2. Proiectarea schemei conceptuale

64Activitatea de nvare 4.1.3. Proiectarea schemei logice/externe i a schemei fizice a bazelor de date

66Tema 5. Proiectarea fiierelor de date

66Fia de documentare 5.1. Proiectarea logic i fizic a fiiereIor

77Activitatea de nvare 5.1.1. Proiectarea logic a fiierelor

78Activitatea de nvare 5.1.2. Proiectarea fizic a fiierelor

80III. Glosar

82IV. Bibliografie

I. IntroducereMaterialul de nvare are rolul de a conduce elevul la dobndirea competenelor care se regsesc n tabelul de mai jos. Domeniul :InformaticCalificarea: Analist - programatorNivelul de calificare: 3 avansatMaterialul cuprinde:

fie de documentare

activiti de nvare

glosar

Competena / Rezultatul nvriiTemeFie suport

1. Proiecteaz arhitectura sistemelor informatice Tema 1 - Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice Fia de documentare 1.1 Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

Activitatea de nvare 1.1.1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

Activitatea de nvare 1.1.2. Proiectarea de ansamblu a sistemelor informatice

Activitatea de nvare 1.1.3. Proiectarea de detaliu a sistemelor informatice

1. Tema 2 - Arhitectura sistemului informatic

Fi de documentare 2.1. Elemente de coninut. Tendine actuale

Activitatea de nvare 2.1.1. Elemente de coninut. Tendine actuale Fia de documentare 2.2. Comunicarea n cadrul sistemului informatic

Activitatea de nvare 2.2.1. Comunicarea n cadrul sistemului informatic

Activitatea de nvare 2.2.2. Comunicarea n cadrul sistemului informatic Fia de documentare 2.3. Proiectarea distribuirii aplicaiilor



Fia de documentare 2.4. Proiectarea distribuirii datelor

Activitatea de nvare 2.4.1. Proiectarea distribuirii datelor (I)

Activitatea de nvare 2.4.2. Proiectarea distribuirii datelor (II)

2. Organizeaz datele din sistemele informatice Tema 3 - Organizarea datelor din sistemele informatice Fia de documentare 3.1. Sisteme de fiiere. Baze de date. Bnci de date.

Activitatea de nvare 3.1.1. Organizarea datelor n fiiere

Activitatea de nvare 3.1.2. Modele de structurare a datelor n BD

Tema 4 - Proiectarea bazelor de date Fia de documentare 4.1. Selectarea unui SGBD. Proiectarea schemei conceptuale. Proiectarea schemei logice/externe. Proiectarea schemei fizice a bazei de date

Activitatea de nvare 4.1.1. Selectarea unui SGBD

Activitatea de nvare 4.1.2. Proiectarea schemei conceptuale

Activitatea de nvare 4.1.3. Proiectarea schemei logice/externe i a schemei fizice a bazelor de date

Tema 5 - Proiectare fiierelor de date Fia de documentare 5.1. Proiectarea logic i fizic a fiiereIor

Activitatea de nvare 5.1.1. Proiectarea logic a fiierelor

Activitatea de nvare 5.1.2. Proiectarea fizic a fiierelor

Absolventul nvmntului postliceal cu specialitatea Analist-programator trebuie s fie capabil s utilizeze tehnologiile informatice i ale comunicrii pentru conceperea, proiectarea, elaborarea, testarea, implementarea i dezvoltarea sistemelor informatice, a programelor i a documentaiei tehnice aferente.

II. ResursePrezentul material de nvare cuprinde diferite tipuri de resurse care pot fi folosite de elevi:

fie de documentare

activiti de nvare glosar

Elevii pot folosi att materialul prezent (n forma printat) ct i varianta echivalent online.Tema 1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

Fi de documentare 1.1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

Definiie. Obiectivul principal al proiectrii l constituie construirea arhitecturii noului sistem precum i proiectarea logic i fizic a componentelor sale. Proiectarea sistemului informatic se realizeaz prin parcurgerea urmtoarelor activiti :

A. Stabilirea soluiilor logice i specificarea din punct de vedere fizic a componentelor noului sistem i se bazeaz n principal pe rezultatele obinute din cele dou grupe de activiti premergtoare: definirea soluiei de realizare a noului sistem i modelarea noului sistem. Soluia de realizare propus i aleas de beneficiarii sistemului st la baza modelrii noului sistem. Pornind de la aria de cuprindere a noului sistem i de la cerinele formulate se elaboreaz modelul logic i ulterior cel fizic al noului sistem.

n cadrul acestor modele sunt descrise: fluxurile de intrare/ieire; procesele elementare i modelele economico-matematice utilizate; funciile noului sistem (seturile de procese); entitile/obiectele i coninutul lor, caracteristicile fiecrui cmp, relaiile cu alte entiti; ciclul de via al entitilor/obiectelor; corespondena ntre entiti i funcii; activitile ce urmeaz a fi automatizate i cele care rmn manuale; detaliile despre fiecare procesor (hardware).Unele metodologii mpart proiectarea sistemelor informatice n: proiectare general/proiectare de ansamblu/conceperea sistemului informatic i proiectarea de detaliu. n cadrul acestor etape, sistemul este proiectat din punct de vedere logic i din punct de vedere fizic, separat sau nu. Proiectarea general are ca scop elaborarea modelului de ansamblu a sistemului informatic, iar proiectarea de detaliu a componentelor sistemului informatic n concordan cu soluiile tehnice alese de proiectant.Dac sistemul proiectat nu impune o separare a celor dou etape, atunci ele se regsesc ntr-o singur etap numit proprietatea sistemelor informatice.Referitor la proiectarea noului sistem sunt utilizate conceptele de date, procese, interfa, distribuire.B. Strategiile de proiectare a sistemului informatic sunt: proiectarea structurat, proiectarea orientat obiect, prototipizarea, JAD (Join application development), RAD (Rapid application development).C. Activitile desfurate pentru proiectarea sistemului sunt: stabilirea arhitecturii sistemului/subsistemelor/modulelor sistemului i proiectarea proceselor; proiectarea bazei de date/fiierelor;

proiectarea intrrilor;

proiectarea ieirilor;

proiectarea interfeei cu utilizatorii;

proiectarea programelor.

D. Principiul proiectrii ealonate a sistemelor informatice.

Prin ealonare se nelege ordinea n care vor fi abordate subsistemele/modulele sistemului informatic de la proiectare pn la implementare, cu asigurarea condiiilor pentru integrarea lor treptat, pe msura realizrii condiiilor evideniate n etapa de analiz.

La stabilirea ordinii de prioritate n abordarea structurilor sistemului informatic pot fi avute n vedere urmtoarele criterii:

prioritatea obiectivelor componente;

asigurarea legturilor ntre componente;

disponibilitatea resurselor.

Prioritatea obiectivelor componentePotrivit acestui criteriu, cea mai mare prioritate o au modulele componente ale subsitemului pentru conducerea produciei, dup care se abordeaz modulele subsistemelor referitoare la resursele necesare produciei. Aceast ordine este determinat de faptul c producia constituie activitatea cea mai important, iar celelalte activiti care asigur procesul de producie, direct sau indirect, cu resursele necesare, apar ca procese dependente, iar pe de alt parte, obiectivele i sarcinile acestor activiti dependente sau secundare sunt determinate integral de procesul de producie.

De asemenea, modulele informatice pentru conducerea produciei conduc, n principiu, la obinerea celor mai nsemnate efecte din punct de vedere economic (creterea profitului, creterea gradului de utilizare a capacitilor, creterea producivitii muncii etc.).

Totodat, subsistemul pentru conducerea produciei ridic cele mai dificile probleme de proiectare a soluiilor, de realizare a culegerii, transmiterii i prelucrrii datelor, att din punct de vedere al echipamentelor, ct i al programelor. Aceste cerine, mai deosebite, vor stimula i vor determina aplicarea unor soluii mai evoluate, cum ar fi, de exemplu, utilizarea echipamentelor terminale, inclusiv de culegere a datelor.

Asigurarea legturilor ntre componente.

ntre componentele unui subsistem informatic, ca i ntre diferite subsiteme, exist o serie de legturi informaionale, ndeosebi ntre coleciile de date ale acestora.

Disponibilitatea resurselorOrdinea de abordare i realizare a componentelor sistemului informatic se planific i n funcie de asigurarea n timp cu diferite categorii de resurse, cum ar fi:

limita fondurilor ce pot fi alocate n timp pentru realizarea sistemului informatic;

nivelul de dotare cu tehnic de calcul existent n etapa de concepere i cel prevzut a fi atins n timp;

forele de proiectare pe care le va antrena proiectul;

personalul de specialitate existent i n pregtire, la unitatea beneficiar, necesar pentru implementarea i exploatarea curent a sistemului informatic.

Planificarea realizrii sistemului informatic, obinut n funcie de toate aceste criterii, se va concretiza n graficul de detaliu, prezentat sub form tabelar, sub form de grafic GANTT sau sub form de grafic PERT. Ultimele au avantajul prezentrii condiionrilor ntre activitile de realizare a componentelor de o serie de activiti nelegate de proiectare (pregtirea cadrelor, raionalizarea sistemului de eviden, achiziionarea unor echipamente etc.).

Proiectarea de ansamblu i proiectarea de detaliu a sistemelor informatice

Proiectarea sistemului informatic are ca scop stabilirea soluiilor logice i a elementelor componentelor acestuia din punct de vedere fizic, structura lor i modul de realizare. Uneori, datorit complexitii sistemului, aceasta etap este la rndul ei descompus n dou etape:

Proiectarea de ansamblu se stabilete arhitectura de ansamblu, modul de descompunere pe componente, intrrile i ieirile sistemului. Se finalizeaz prntr-o schem de ansamblu a sistemului n care sunt incluse toate aceste elemente.

Proiectarea de detaliu fiecare element descris n etapa anterioar este descris n detaliu.

Proiectarea de ansamblu a sistemelor informatice

Activiti n proiectarea de ansamblu:

definirea obiectivelor;

structura sistemelor informatice;

definirea ieirilor;

definirea intrrilor;

definirea coleciilor de date;

alegerea modelului matematic i a programelor aferente;

alegerea soluiilor tehnice de realizare;

listarea necesarului de resurse;

estimarea eficienei economice;

planificarea realizrii sistemului;

elaborarea documentaiei.

Caracteristicile sistemului informatic:

orice sistem trebuie s conin ca element central o baz de date, n care s fie stocate date intercorelate ntre ele provenind de la surse interne i externe;

informaiile furnizate de sistem trebuie obigatoriu s fie autentice, exacte, iar suportul de prezentare s varieze de la un nivel de conducere la altul;

sistemul trebuie s nglobeze o varietate de modele matematice, tehnico-economice (de exemplu modele de optimizare, modele de simulare, modele de eficien);

sistemul trebuie conceput ca un sistem om-main oferind astfel posibilitatea unei interaciuni imediate ctre utilizator i sistem.

sistemul trebuie s prezinte un grad ct mai ridicat de integrare sub urmtoarele dou aspecte: integrare intern i integrare extern.

Structura sistemelor de informatice este o etap necesar, datorit:

numrului mare de elemente i legturi ce compun de regul un sistem informatic;

implementarea simultan a tuturor componentelor sistemelor informatice ntr-o unitate economic apare ca o activitate deosebit de dificil n cazul n care nu are loc structurarea sistemului;

prioritatea unor obiective;

cantitatea limitat de resurse umane i materiale fac imposibil proiectarea n bloc a sistemului informatic.

Cerine ale structurrii sistemelor informatice n etape de proiectare de ansamblu:

pe fiecare nivel al structurrii trebuie asigurat unicitatea criteriului de descompunere a sistemului;

structurarea realizat trebuie s permit constituirea ulterioar a ntregului sistem prin agregarea modulelor separate;

structura creat nu trebuie s conina ntretieturi.

Definirea ieirilor sistemelor informatizate

Prin ieirile unui subsistem informatic se va nelege totalitatea informaiilor furnizate de acesta, beneficiarilor interni i externi, respectiv rapoarte, note de informare.

Definirea intrrilor sistemelor informatice

Prin intrrile unui sistem informatic se inelege totalitatea datelor primare necesare obinerii informaiilor de ieire ale sistemului. Datele primare se pot clasifica n date interne i n date externe. La nivelul fiecrui subsistem informatic este necesar ca intrrile sistemului s fie condiionate de ieirile acestuia.

Planul logic - orice ieire este un rezultat al aplicrii unuia sau mai multor operatori asupra unui ansamblu de date de intrare.

Planul tehnologic - caracteristicile ieirilor sistemului condiioneaz caracteristicile cerute intrrilor.

Stabilirea coleciilor de date principalele criterii pe baza crora se pot grupa datele sunt legate de sfera de cunoatere, de domeniul de activitate, de stabilitatea coninutului datelor i de rolul datelor n procesul prelucrrii.

1. Dup sfera de cunoatere:

date primare;

indicatori tehnico-economici cu caracter operaional;

indicatori tehnico-economici cu centralizare media;

indicatori sintetici.

2. Dup domeniul de activitate

colecia furnizori;

colecia beneficiari;

colecia contracte;

colecia produse;

colecia repere;

colecia lucrri;

colecia personal;

colecia pli;

colecia ncasri.

3. Dup stabilirea datelor

colecii de date convenional-constante;

colecii de date variabile.

Clasificarea coleciilor de date convenional-constante: coleciile de date cu caracter normativ dein 50-60% din volumul total de informaii care circul n procesul informaional al unei uniti economice.

Principalele colecii de date cu caracter normativ:

normativele de fabricaie;

normativele tehnologice;

normativele de munc;

normativele materiale.

4. Dup prelucrarea datelor

colecii de date de baz;

colecii de date pentru tranzacii;

colecii de date intermediare sau de lucru;

colecii de date statistice;

colecii de date istorice.

Alegerea modelelor economico-matematiceModelele matematice folosite n perfecionarea activitii economice sunt urmtoarele:

modele de programare liniar problemele economice ce se pot rezolva cu acest tip de modele privesc optimizarea planului de producie, repartizarea sarcinilor de producie i folosirea optim a resurselor;

modele de programare problemele economice ce se pot rezolva cu acest tip de modele sunt determinarea minimului global/local pentru o funcie real.

metodele de programare dinamic problemele economice ce se pot rezolva cu aceste modele sunt realizarea analizei secveniale a proceselor de luare a deciziilor, rezolvarea problemelor de nlocuire a utilajelor.

modele de teoria grafurilor problemele economice ce pot fi astfel rezolvate sunt cele legate de determinarea drumurilor cu valoare optim, determinarea fluxului maxim;

modele de gestiune a stocurilor problemele economice ce se pot rezolva cu aceste modele privesc optimizarea activitilor de aprovizionare, de producie i de desfacere;

modele de simulare problemele economice ce se pot rezolva cu aceste modele sunt simularea evoluiei fenomenelor i proceselor economice n funcie de caracterul lor;

modele de teoria deciziilor problemele economice rezolvate n acest mod sunt legate de fundamentarea deciziilor multidimensionare, fundamentarea deciziilor n condiii de risc i incertitudine.

modele de ateptare problemele economice ce se pot rezolva cu aceste modele privesc minimizarea timpului de ateptare concomitent cu minimizarea cheltuielilor ocazionate de ateptare.

Alegerea tehnologiilor de prelucrare

Tehnologiile pot fi clasificate n funcie de:

metodele, tehnicile i echipamentele utilizate;

modul n care se structureaz i se organizeaz datele pentru prelucrare;

procedeele de introducere a datelor n calculator;

metodele i tehnicile de prelucrare i de redare a rezultatelor obinute.

Din punct de vedere al performanelor tehnico-funcionale respectiv, dup timpul de rspuns al sistemelor informatice, tehnologiile se pot diferenia n:

tehnologii cu rspuns ntrziat;

tehnologii n timp real.

Dup modul de structurare i organizare a datelor, tehnologiile de preluare automat a datelor se clasific n:

tehnologii care utilizeaza fiierele clasice;

tehnologii care utilizeaz fiierele clasice i/sau fiiere integrate;

tehnologii care utilizeaz baze de date.

Dup locul amplasrii calculatorului electronic n raport cu punctele de generare a datelor i cu funciile de valorificare a informaiilor obinute din prelucrare:

tehnologii pentru sisteme informatice centralizate;

tehnologii pentru sisteme informatice distribuite.

Estimarea necesarului de resurse

Elementele determinante pentru configuraia fiecrui echipament de prelucrare sunt: 1. Memoria intern estimarea necesarului de memorie intern se face pe baza relaiei de calcul M=M1+M2 unde:

M=necesarul total de memorie,

M1=necesarul de memorie pentru folosirea sistemului de operare ales,

M2=necesarul de memorie pentru executia programelor aplicative.

Necesarul de memorie intern pentru programe aplicative este:

M2=max(Ma,Mb,. .,Mn)

2. Estimarea necesarului de echipamente periferice ale sistemului central de prelucrare se realizeaz n funcie de echipam de intrare-iesire i de unitile de memorie extern.

Numrul echipamentelor periferice necesare se stabileste n raport de factorii:

fluxul de intrare-ieire;

volumul de date ce se cere a fi stocat n memoria extern;

modul de exploatare;

numrul de programe ce se execut n paralel.

3. Estimarea necesarului de personal de specialitate personalul de specialitate necesar realizrii i exploatrii sistemului informatic se determin n raport cu volumul de munc cerut de complexitatea proiectului i volumul de munc cerut de ntreinerea i exploatarea sistemului informatic.

4. Estimarea necesarului de produse program se realizeaz:

din ansamblul de programe care nsoesc calculatorul electronic;

prin preluarea de elemente tipizate;

prin preluarea altor programe de la alte centre de informatic;

prin elaborarea softului cu eforturi proprii.

Planificarea realizrii sistemelor informatice

Aceast etap are la baz principiul proiectrii i implementrii ealonate.

Ealonarea reprezint ordinea n care vor fi abordate componentele sistemului. Ealonarea se reprezint sub forma unui grafic detaliat n care se specific fiecare modul component, etapele de realizare i durata fiecreia.

Criterii:

a. prioritatea obiectivelor componente;

b. asigurarea legturilor ntre componente.

Aceste relaii sunt de dou tipuri, relaii de precedena i relaii de succesiune;

c. disponibilitatea resurselor.

Proiectarea de detaliu a sistemelor informatice

Activiti n proiectarea de detaliu: detalierea funciunilor i a structurii funcionale a subsistemelor;

proiectarea detaliata a ieirilor fiecrui subsistem;

proiectarea codurilor;

proiectarea detaliat a intrrilor fiecrui subsistem;

proiectarea fiierelor i a bazei de date.

evaluarea necesarului de resurse;

planificarea elaborrii programelor.

Proiectarea situaiilor cu rezultate finale ieirile sistemelor.

Aceast etap poart denumirea de proiectare logic de detaliu i se finalizeaz prin ntocmirea pentru fiecare situaie final a specificaiilor de ieire care servesc la:

transmiterea rezultatelor prelucrrii pe calculatorul utilizatorului;

transmiterea proiectului situaiilor programatorului, fr ambiguiti.

Alegerea suportului informaiilor de ieire imprimant, display, disc fix magnetic etc.

Pentru definitivarea formei i a formatului de prezentare a situaiilor finale trebuie respectate cerinele conducerii privind macheta situaiei finale; restriciile tehnice; elementele de eficien; lizibilitatea i spaierea; utilizarea formularelor prepltite; utilizarea monitoarelor sau a terminalelor video; utilizarea generatoarelor de rapoarte;

Definitivarea procedurilor de utilizare i interpretare a ieirilor reprezint cea de-a treia direcie de lucru din cadrul proiectrii fizice de detaliu i include procedurile de utilizare a informaiilor de la ieire dar i diverse interpretoare a situaiilor finale.

Proiectarea intrrilor sistemelor informatice

Proiectarea detaliat a intrrilor cuprinde ca etape proiectarea logic de detaliu i proiectarea fizic de detaliu.

Specificaiile de intrare trebuie s cuprind:

macheta documentului;

instruciunile de culegere, utilizare i transpunere pe suport tehnic;

regulile de control i validare.

n proiectarea fizic de detaliu este necesar realizarea a patru grupe de activiti:

Alegerea suportului tehnic pentru culegerea datelor;

Proiectarea machetelor documentelor de intrare macheta documentului primar trebuie s conin definite urmatoarele elemente de structur: antetul, denumirea documentului; coduri de identificare, data, rubrici.

Stabilirea instruciunilor de culegere i regulilor de control i validarea datelor trebuie s cuprind reguli de validare manual a volumului a secvenei documentelor i a cifrelor de control pe pachetele de documente primare i reguli pentru controlul sintactic a datelor din documentele primare. Aceste reguli de control sunt o condiie necesar pentru scrierea programelor de verificare logic a datelor de intrare.

proiectarea videoformatului de intrare se face n funcie de modul concret de desfurare a dialogului operator calculator i se poate desfura sub 2 forme: -varianta ntrebare-rspuns, cu defilarea liniilor ecranului i varianta afiarea pe ecran a machetei de introducere a datelor de intrare

Activitatea de nvare 1.1.1. Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

Competena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informatice

Obiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil: s identifici activitile specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice

Durata: 15 minute Tipul activitii: HARTA CONCEPTUALA - DIAGRAM PIANJENSugestii: - elevii se pot organiza n grupe mici (2-3 elevi) sau pot lucra individual.

Sarcina de lucru : Folosind surse diverse (prezentul material, Internet, caietul de notie) obine informaii despre Activiti specifice etapei de proiectare a sistemelor informatice i organizeaz-le dup modelul urmtor:

Activitatea de nvare 1.1.2. Proiectarea de ansamblu a sistemelor informaticeCompetena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informatice Obiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil: - s identifici principalele etape i caracteristici ale proiectarii de ansamblu a sistemelor informatice

Durata: 20 minuteTipul activitii: REZUMARESugestii: elevii lucreaz individual.

Sarcina de lucru: Folosind notiele, internetul, prezentul material realizeaz un rezumat de o pagin n care s prezini:

Proiectarea de ansamblu a sistemelor informatice

Activiti n proiectarea de ansamblu Caracteristicile sistemului informatic Structura sistemelor de informatice Definirea ieirilor sistemelor informatizate

Definirea intrrilor sistemelor informatice

Stabilirea coleciilor de date

Alegerea modelelor economico-matematice Alegerea tehnologiilor de prelucrare

Estimarea necesarului de resurse

Planificarea realizrii sistemelor informatice

Activitatea de nvare 1.1.3. Proiectarea de detaliu a sistemelor informatice

Competena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informatice Obiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil:

- s identifici principalele etape i caracteristici ale proiectarii de detaliu a sistemelor informatice



Proiectarea de detaliu a sistemelor informatice

Activiti n proiectarea de detaliu:

Proiectarea situaiilor cu rezultate finale ieirile sistemelor.

Proiectarea intrrilor sistemelor informatice

Cele patru grupe de activiti necesare in proiectarea fizic de detaliu

Aprofundare

Completai corespunztor spaiile libere

1. Obiectivul principal al proiectrii l constituie .......................... ..........................noului sistem precum i .......................... ..........................i ..........................a componentelor sale.

2. Proiectarea general are ca scop .......................... .......................... .......................... a sistemului informatic, iar proiectarea de detaliu a componentelor sistemului informatic n concordan cu .......................... ..........................alese de proiectant.

3. Proiectarea de .......................... se stabilete arhitectura de ansamblu, modul de descompunere pe componente, intrrile i ieirile sistemului. Se finalizeaz prntr-o schem de ansamblu a sistemului n care sunt incluse toate aceste elemente.

4. Proiectarea de .......................... fiecare element descris n etapa anterioar este descris n detaliu.

5. Prin ieirile unui subsistem informatic se va nelege totalitatea ..........................furnizate de acesta, beneficiarilor interni i externi, respectiv .........................., note de informare.

6. Prin intrrile unui sistem informatic se inelege totalitatea datelor primare necesare obinerii ......................... .......................... ale sistemului. Datele primare se pot clasifica n .......................... ..........................i n .......................... ........................... Tema 2. Arhitectura sistemelor informatice

Fi de documentare 2.1. Elemente de coninut. Tendine actuale

Arhitectura sistemului informatic reprezint soluia generic privitoare la procesele de prelucrare a datelor ce trebuie s se realizeze i modul de integrare a datelor i prelucrrilor. Aceast soluie cadru este urmarea sintetizrii rspunsurilor la urmtoarele ntrebri:

Care sunt componentele sistemului informatic?

Cum sunt legate aceste componente i cum interacioneaz ele?

Ce date se culeg? Unde se culeg datele, unde se stocheaz i prelucreaz?

Ce date se transmit ctre diferitele componente ale sistemului informatic?

Altfel spus, arhitectura reprezint "soluia constructiv" a sistemului informatic i reflect viziunea strategic managerial asupra modului n care organizaia (firma) lucreaz.Sistemul informatic global se descompune n subsisteme, fiecare dintre acestea acoperind un domeniu de activitate distinct.La rndul su, fiecare subsistem se descompune n aplicaii fiecare dintre acestea acoperind o activitate distinct n cadrul domeniului. De exemplu, subsistemul informatic pentru domeniul comercial se va descompune n aplicaii distincte pentru fiecare din urmtoarele activiti: aprovizionare, desfacere, marketing.Procesul de descompunere continu i n pasul urmtor pentru fiecare aplicaie se vor defini proceduri realiznd funcii distincte n cadrul aplicaiei (exemplu: proceduri pentru dirijarea prelucrrilor, proceduri pentru actualizarea bazei de date, proceduri pentru consultarea bazei de date). La rndul lor, procedurile se descompun n module. Acestea cuprind secvene de cod realiznd cte o funcie distinct n cadrul procedurii. De exemplu, o procedur de actualizare a bazei de date va cuprinde: un modul pentru adugare de nregistrri, un modul de modificare a tuplurilor, un modul de tergere a tuplurilor.

Tendine actuale n proiectarea sistemelor informatice

Schimburile tot mai rapide n mediul de afaceri au determinat ca sistemele informatice s ajung o component esenial a firmelor n ndeplinirea scopului acestora (n esen obinerea de profit). Astfel utilizarea tehnologiei informaiei a devenit un aspect indispensabil n funcionarea firmelor, mai ales n prezent, cnd se fac simite noi tendine n evoluia firmelor i anume:

1. utilizarea Internetului la nivelul organizaional local sau global;

2. apariia de organizaii Internet ce i desfoar business-ul numai n aceast zon;

3. globalizarea;

4. reformularea procesului de business.

1. Utilizarea Internetului la nivelul organizaional local sau global

n perioada actual majoritatea firmelor mari i-au dezvoltat sisteme informatice la nivel global ca o consecin a diferenelor dintre costurile materiilor prime, forei de munc n diferitele locuri de pe glob, totodat, remarcndu-se i existena unor firme mici i mijlocii care folosesc Internetul devine un mijloc principal de comunicare pentru activitatea comercial, un mijloc important de promovare .a.m.d.

2. Apariia de organizaii Internet

Tot ca o consecin a Internetului i a globalizrii se remarc n prezent apariia de forme care i desfoar activitatea numai pe Internet avnd ca domeniu de activitate: distribuia de soft-uri, licitaii, site-uri de distracie etc. O organizaie Internet utilizeaz Internetul, Intranetul i Extranetul precum i alte reele pentru a asigura suportul activitii comerciale.

3. Globalizarea

Relaia Internet - globalizare poate fi privit ca o relaie n care fiecare factor l determin pe cellalt. Globalizarea este un fenomen amplu i tinde s se accentueze din ce n ce mai mult. Dac la nivelul firmelor mari globalizarea s-a impus, iat c n prezent tot mai multe firme mici i mijlocii se integreaz n acest fenomen.

4. Reformularea procesului de business

Procesul de business este format din orice grup de activiti efectuate n scopul de a produce un anumit rezultat specific orientat spre client sau spre pia. Acest rezultat apare ca o consecin la pasul trei. ntr-o organizaie modern tehnologia informaiei se impune determinnd noi orientri i utilizarea de mijloace din ce n ce mai sofisticate inteligen artificial, sisteme expert etc. Mediul de afaceri este ntr-o continu schimbare i se impun noi tehnici i metode de elaborare a acestui proces. Reformularea procesului de business este fundamentat pe un nou tip de gndire i de schimbri n modul de desfurare a business-ului care se caracterizeaz prin schimbri radicale i noi abordri ale acestuia cu efecte n costuri, calitate, service i vitez de desfurare.

Activitatea de nvare 2.1.1. Elemente de coninut. Tendine actualeCompetena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informatice Obiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil: s recunoti tendinele actuale n proiectarea sistemelor informatice

Durata: 10 minute Tipul activitii: EXPANSIUNESugestii: elevii lucreaz individual.

Sarcina de lucru: Pornind de la urmtorul enun incomplet, realizai un eseu de aproximativ o pagin n care s dezvoltai idea nceput. n realizarea eseului trebuie s folosii minim 8 cuvinte din lista data mai jos. utilizarea Internetului la nivelul organizaional local sau global;

apariia de organizaii Internet ce i desfoar business-ul numai n aceast zon;

globalizarea;

reformularea procesului de business.Tendine actuale n proiectarea sistemelor informatice

Schimburile tot mai rapide n mediul de afaceri au determinat ca sistemele informatice s ajung o component esenial ............Aprofundare


Arhitectura sistemului informatic reprezint soluia generic privitoare la procesele de .......................... .......................... ce trebuie s se realizeze i modul de .......................... ..........................i prelucrrilor.

Sistemul informatic global se descompune n .........................., fiecare dintre acestea acoperind un ..........................de activitate distinct.

Fiecare subsistem se descompune n .........................., fiecare dintre acestea acoperind o ..........................distinct n cadrul domeniului, de exemplu aprovizionare, desfacere, marketing.

Utilizarea tehnologiei informaiei a devenit un aspect indispensabil n funcionarea firmelor, mai ales n prezent, cnd se fac simite noi tendine n evoluia firmelor i anume:

utilizarea ..........................la nivelul organizaional local sau global;

apariia de organizaii Internet ce i desfoar activitatea numai n aceast zon;

globalizarea;

reformularea procesului de ...........................Fia de documentare 2.2. Comunicarea n cadrul sistemului informatic

Arhitectura sistemului informatic definete tehnologiile folosite, cu specificarea ansamblului de date, procese, interfee i componente de reea folosite.

Managerii petrec o mare parte din timpul lor comunicnd cu ali manageri sau membri ai propriilor echipe folosind pota electronic, video-conferinele etc.

Din acest motiv, proiectarea arhitecturii aplicaiei ncepe cu: alegerea tipului de reea alegerea protocolului de comunicaii, urmat de proiectarea distribuirii aplicaiilor, datelor i catalogului de date.

Proiectarea arhitecturii sistemului informatic presupune identificarea tipului reelei i al protocolului de comunicaii ce pot fi utilizate.

Alegerea tipului de reea. Cele mai cunoscute tipuri de reele sunt:

Reea punct la punct (bus). Este cel mai simplu tip de reea, asigurnd o legtur direct ntre oricare dou calculatoare (point-to-point). Dezavantajul utilizrii acestui tip de reea este c numai un singur calculator poate transmite date, la un moment dat. Un exemplu de reea bus este Ethernet.

Reea inel (ring). Asigur conectarea calculatoarelor i perifericelor ntr-o structur sub form de inel, n cadrul creia orice calculator poate transmite date, numite pachete, ctre un singur nod din reea. Transmisia se face specificnd adresa calculatorului destinaie. Fiecare calculator din inel verific dac adresa coninut de mesaj este propria sa adres. n cazul n care este adresa sa, oprete pachetul, n caz contrar, l trimite la urmtorul calculator din reea. Un exemplu de reea inel este Token Ring.

Reea stea (star). Asigur conectarea calculatoarelor printr-un calculator central. Cazul cel mai utilizat este atunci cnd nodul central este server de aplicaii (stocheaz aplicaia sistemului informatic).

Reea ierarhic. Este compus dintr-un set de reele de tip stea. Este o reea structurat pe niveluri, n care calculatorul de nivel 0 controleaz ntreaga reea.

Alegerea protocolului de comunicaii. Dup alegerea tipului de reea, echipa de analiz trebuie s identifice protocolul de comunicaie. Cele mai cunoscute tipuri de comunicaii sunt:

TCP/IP. Este un protocol indicat n cazul utilizrii unei reele Ethernet sau n cazul n care calculatoarele din reea au arhitecturi diferite;

SNA. Este utilizat, n general pentru conectarea mainframe-urilor IBM.

Utilizarea reelelor de calculatoare locale (LAN Local Area Network) i a reelelor globale (WAN World Area Network) n arhitectura sistemelor informatice a dus la necesitatea folosirii tehnologiei client/server, care presupune:

conectarea diferitelor tipuri de calculatoare (micro i mainframe);

colaborarea diferitelor categorii de utilizatori (de la cercettori n informatic la utilizatorii finali);

tratarea unitar a datelor rspndite pe toate calculatoarele din reea;

asigurarea proteciei i securitii datelor distribuite n reea.

Arhitectura client/server este un ansamblu de trei componente principale: server, client i o reea care conecteaz calculatoarele client la servere pentru a colabora la ndeplinirea sarcinilor.

Client/server este un ansamblu de calculatoare, de puteri i tipuri diferite, care lucreaz mpreun pentru rezolvarea problemelor. n cadrul activitii client/server distribuirea sarcinilor depinde de aplicaie. De obicei, calculatorul client realizeaz toate activitile cerute de realizarea unei interfee de dialog (dar i alte activiti) om-main prietenoase, sugestive, interactive (astfel nct programele s fie uor de utilizat). De obicei, calculatorul server realizeaz administrarea accesului la bazele de date (dar i alte sarcini), n sensul selectrii, ordonrii, proteciei lor. n acest sens, n reeaua de calculatoare serverul este degrevat de o serie de sarcini mari consumatoare de resurse de calcul, sarcini pe care le poate prelua cu succes clientul.

Scopul arhitecturii client/server este de a permite dezvoltarea aplicaiilor complexe, ce manipuleaz un volum mare de date, accesibile tuturor categoriilor de utilizatori, de la calculatoare diferite situate la distan. Cu ajutorul acestei tehnologii se pot proiecta sisteme informatice care necesit date situate pe calculatoare diferite, n diferite puncte geografice. Datele pot fi formate compatibile (sau aceleai), dar i n formate incompatibile. n condiiile n care majoritatea firmelor au filiale, reprezentane n mai multe puncte ale unei ri sau n mai multe ri, aplicaii precum cele de mai sus sunt foarte frecvente. De asemenea, se pot proiecta sisteme informatice interactive, adaptate cerinelor utilizatorilor. Acetia vor utiliza aplicaiile accesnd datele de pe server la fel de uor ca datele de pe spaiile de lucru (client).

Tipurile de aplicaii client/server sunt:Sisteme cu baze de date sunt cele mai rspndite. Bazele de date sunt organizate n baze de date rspndite pe calculatoarele din reea.

Pota electronic (E-mail) este o form obinuit de aplicaie client/server. Aici se pot transmite i prin mesaje la/de la ali utilizatori din reeaua de calculatoare. Programele de E-mail sunt oferite de software-ul de reea sau de sistemele de operare. n acest caz exist un server de E-mail care execut programele necesare i numeroi clieni care trimit/primesc mesaje. Exemplu, Microsoft Mail care respect modelul client/server. Acesta are pentru server produsul Microsoft Mail Server, iar pentru partea de client se poate folosi componenta corespunztoare din Microsoft Office.

Sisteme de tip groupware conin o varietate de documente ce trebuie create, actualizate i utilizate de diferii utilizatori. Aceste aplicaii se refer, n principal, la: pota electronic, direcionarea i stabilirea fluxului de expediie al documentelor, gestiunea documentelor compuse (multimedia), programarea i gestiunea calendarului, prelucrri de imagini, gestiunea formelor.

Sisteme motenite care sunt realizate atunci cnd programele n exploatare sub un anumit mediu trebuie s fie convertite sub un alt mediu (de exemplu, din Cobol pe mainframe n C pe PC).

Sistemele cu baze de date n arhitectur client/server dein software-ul de pe server (back-end) i cel de pe client (front-end). Componentele de pe calculatorul server realizeaz controlul asupra bazei de date, iar cele de pe client interogheaz baza de date.

Arhitectura unui sistem cu baze de date (versiunea client/server):

ntr-o astfel de arhitectur, clientul are responsabilitatea interfeei cu utilizatorul i a logicii aplicaiei (condiiile de funcionare a aplicaiei), iar serverul asigur conectarea/deconectarea clientului la baza de date, accesul la datele stocate (pentru regsire sau actualizare), completarea logicii aplicaiei, protecia i securitatea bazei de date.

Clientul cere servicii de regsire (interogare) i actualizare (tranzacii) a serverului i primete de la acesta rezultatele.

Accesarea bazei de date pentru regsire sau actualizare ridic probleme deosebite pentru server deoarece mai muli utilizatori pot cere acest lucru n acelai timp. Software-ul pentru baze de date trebuie s asigure, i n aceste condiii concurente, coerena i integritatea datelor.

O arhitectur distribuit presupune existena unor baze de date multiple (care se gsesc pe calculatoare distincte) i a unor aplicaii care manipuleaz datele de la diferite staii de lucru locale cu ajutorul unor sisteme de gestiune a bazelor de date (SGBD) .

Arhitectura distribuit:

Activitatea de nvare 2.2.1. Comunicarea n cadrul sistemului informaticCompetena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informaticeObiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil: s identifici tipurile de reele de comunicate s recunoti principiile comunicrii n reele Client-Server

Durata: 20 minuteTipul activitii: PEER LEARNING METODA GRUPULUI DE EXPERISugestii: - elevii se vor mpri n 5 grupe

Sarcina de lucru : Fiecare grup trebuie s completeze cte un cartona din cele de mai jos, cu cerinele respective. Pentru acest lucru avei la dispoziie 10 minute. Dup ce ai devenit experi n subtema studiat reorganizai grupele astfel nct n grupele nou formate s existe cel puin o persoan din fiecare grup iniial. Timp de 10 minute vei mpri cu ceilali colegi din grupa nou format, cunotinele acumulate la pasul anterior.

Activitatea de nvare 2.2.2. Comunicarea n cadrul sistemului informaticCompetena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informaticeObiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil:

s identifici operaiile efectuate cu structuri de date

Durata: 10 minuteTipul activitii: MPERECHERE - POTRIVIRESugestii: elevii lucreaz individual.

Sarcina de lucru: Completeaz tabelul de mai jos cu noiunile potrivite

Tipul de reeaCaracteristica

Reea punct la punct (bus)

Reea inel (ring).

Reea stea (star).

Reea ierarhic.

Aprofundare


Reea punct la punct (bus). Este cel mai simplu tip de reea, asigurnd o legtur direct ntre oricare dou calculatoare (point-to-point). Dezavantajul utilizrii acestui tip de reea este c numai un singur ..........................poate transmite date, la un moment dat. Un exemplu de reea bus este ...........................

.......................... .......................... (ring). Asigur conectarea calculatoarelor i perifericelor ntr-o structur sub form de inel, n cadrul creia orice calculator poate ..........................date, numite .........................., ctre un singur nod din reea. Un exemplu de reea inel este .......................... ...........................

.......................... .......................... (star). Asigur conectarea calculatoarelor printr-un ..........................central.

.......................... ........................... Este compus dintr-un set de reele de tip stea. Este o reea structurat pe niveluri, n care calculatorul de nivel 0 ..........................ntreaga reea.

Arhitectura client/server este un ansamblu de trei componente principale: .........................., ..........................i o ...........................

Arhitectur distribuit presupune existena unor .......................... .......................... multiple (care se gsesc pe calculatoare distincte) i a unor ..........................care manipuleaz datele de la diferite staii de lucru locale cu ajutorul unor sisteme de gestiune a bazelor de date (SGBD) .

Fia de documentare 2.3. Proiectarea distribuirii aplicaiilor

Software-ul de gestiune a bazelor de date pe server (back-end), pentru aplicaii cu baze de date n arhitectur client/server, poate fi Oracle Server, Sybase Server, Informix Online, DB2 (pentru calculatoarele IBM).

Software-ul pe client este foarte diversificat i cuprinde aproape toate produsele care pot accesa baze de date dintr-o reea: acesta poate fi un software realizat ntr-un sistem de gestiune a bazelor de date (FoxPro, Oracle, Paradox, Access), programe scrise n C, C++ etc., programe scrise n limbaje de tip visual (Visual Basic, Power Builder etc.)

Sistemele informatice pot fi pstrate pe unul sau mai multe servere (Aplication Server), n funcie de complexitatea sistemului. De cele mai multe ori beneficiarul este cel care decide asupra acestui aspect. Din acest punct de vedere se poate opta pentru una din urmtoarele soluii:

sistem informatic centralizat;

sistem informatic descentralizat.

Sistemul informatic centralizat presupune existena unui singur server de aplicaii, pe care este stocat ntreg sistemul de prelucrare a datelor. Utilizatorii interacioneaz cu sistemul prin intermediul terminalelor . Este cazul cel mai des ntlnit.

Avantajele centralizrii sunt reprezentate de:

controlul efectiv asupra utilizrii i dezvoltrii software-ului;

controlul asupra securitii i integritii datelor;

partajarea resurselor hard, soft i a datelor ntre utilizatori;

eliminarea riscului incompatibilitii hard i soft n cadrul sistemului;

promovarea cu uurin a standardelor (tehnice, de proiectare, procedurale etc) la nivelul ntregului sistem; asigurarea serviciilor solicitate de ctre utilizatori prin puterea de calcul a sistemului central.

Dezavantajele centralizrii sunt reprezentate de urmtoarele aspecte:

"cderea" sistemului de calcul blocheaz toi utilizatorii;

alterarea datelor i a programelor, voit sau accidental, afecteaz toi utilizatorii;

sistemul se poate dovedi lent i inflexibil la nevoile utilizatorilor, adesea fiind insuficient adaptat nevoilor locale sau de grup ale utilizatorilor; poate realiza un timp mare de rspuns n cazul unor solicitri simultane ale mai multor utilizatori.n cazul alegerii acestei variante, proiectarea continu cu estimarea volumului cererilor adresate serverului i identificarea tipului de calculator suficient de performant pentru a ndeplini aceast funcie.

Sistemul informatic descentralizat se caracterizeaz prin faptul c datele, software-ul i puterea de calcul sunt dispersate n diferite locaii (chiar dispersate geografic) ale organizaiei. Prelucrarea se realizeaz pe calculatoare personale independente sau n cadrul unor reele locale.

Avantajele descentralizrii:

datele sunt stocate i prelucrate local;

soft-ul este mai bine adaptat nevoilor locale;

avariile hard, soft sau ale bazei de date la nivelul unei locaii nu afecteaz celelalte locaii; configuraia sistemului poate fi gndit n funcie de nevoile diferitelor departamente din cadrul organizaiei sau chiar a utilizatorilor locali; mai marea autonomie i motivare la nivelul utilizatorului local.

Dezavantajele descentralizrii:

riscuri mari legate de incompatibiliti hard i soft ntre diferite locaii;

apariia inerent a unor duplicri ale datelor i software-ului n diferite locaii;

dificultatea realizrii unor proiecte complexe la nivel local;

riscul de fragmentare a politicii IT; costuri mai mari n comparaie cu sistemul centralizat.Descentralizare, trebuie s se realizeze astfel nct:

ntreaga responsabilitate i autoritate pentru funciile descentralizate ale sistemului informatic s aparin managementului local; s se asigure alinierea la standardele utilizate la nivelul SI global al organizaiei; la nivel central urmeaz s se realizeze: elaborarea strategiei la nivelul ntregului SI al organizaiei;

managementul comunicaiilor n cadrul reelei locale ale organizaiei; administrarea datelor; refacerea n caz de dezastre.Pn acum civa ani tendina era orientat ctre descentralizare, dar n prezent se observ o tendin net orientat ctre centralizare, n special datorit apariiei reelelor cu un numr foarte mare de utilizatori (internet). Astzi, arhitectura promovat n realizarea sistemelor descentralizate este arhitectura client-server caracterizat prin faptul c aplicaiile i datele puse la dispoziia utilizatorilor sunt dispersate pe diferitele componente hardware.

Activitatea de nvare 2.3.1. Comunicarea n cadrul sistemului informaticCompetena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informaticeObiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil: s evideniezi avantajele i dezavantajele Sistemului informatic centralizat

Durata: 20 minuteTipul activitii: ASEMNRI I DIFERENESugestii: elevii lucreaz individual.

Sarcina de lucru: Folosind internetul, ziare, reviste, adunai informaii despre Sistemul informatic centralizat, evideniind avantajele i dezavantajele utilizrii lui..Sistemul informatic centralizatAVANTAJEDEZAVANTAJE

Activitatea de nvare 2.3.2. Comunicarea n cadrul sistemului informaticCompetena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informaticeObiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil:

s evideniezi avantajele i dezavantajele Sistemului informatic descentralizat

Durata: 20 minuteTipul activitii: ASEMNRI I DIFERENESugestii: elevii lucreaz individual.

Sarcina de lucru: Folosind internetul, ziare, reviste, adunai informaii despre Sistemul informatic descentralizat, evideniind avantajele i dezavantajele utilizrii lui..

Sistemul informatic descentralizatAVANTAJEDEZAVANTAJE

Aprofundare

Completai corespunztor spaiile libere Sistemul informatic ..........................presupune existena unui singur server de aplicaii, pe care este stocat ntreg sistemul de prelucrare a datelor. Utilizatorii interacioneaz cu sistemul prin intermediul ........................... Sistemul informatic ..........................se caracterizeaz prin faptul c datele, software-ul i puterea de calcul sunt dispersate n diferite ..........................ale organizaiei. Prelucrarea se realizeaz pe calculatoare personale ..........................sau n cadrul unor reele ...........................

Urmtoarele reprezint ..........................ale centralizrii:

partajarea resurselor hard, soft i a datelor ntre utilizatori;

eliminarea riscului incompatibilitii hard i soft n cadrul sistemului;

promovarea cu uurin a standardelor (tehnice, de proiectare, procedurale etc) la nivelul ntregului sistem;

Urmtoarele reprezint ..........................ale centralizrii:

"cderea" sistemului de calcul blocheaz toi utilizatorii;

alterarea datelor i a programelor, voit sau accidental, afecteaz toi utilizatorii;

sistemul se poate dovedi lent i inflexibil la nevoile utilizatorilor, adesea fiind insuficient adaptat nevoilor locale sau de grup ale utilizatorilor;

Urmtoarele reprezint ..........................ale descentralizrii:

datele sunt stocate i prelucrate local;

soft-ul este mai bine adaptat nevoilor locale;

avariile hard, soft sau ale bazei de date la nivelul unei locaii nu afecteaz celelalte locaii;

Urmtoarele reprezint ..........................ale descentralizrii:

riscuri mari legate de incompatibiliti hard i soft ntre diferite locaii;

apariia inerent a unor duplicri ale datelor i software-ului n diferite locaii;

dificultatea realizrii unor proiecte complexe la nivel local;

riscul de fragmentare a politicii IT;

Fia de documentare 2.4. Proiectarea distribuirii datelor

Distribuirea poate fi:

A. Distribuire prin fragmentare.

Fragmentarea este operaia de descompunere logic a coleciilor globale, dintr-o baz de date distribuit, n pri disjuncte numite fragmente. Fragmentarea se realizeaz prin intermediul unor operatori speciali aplicai coleciilor globale.

Pentru a realiza fragmentarea trebuie s se respecte cel puin trei reguli: completitudinea, reconstrucia i disjuncia.

Completitudinea impune condiia ca ntreaga colecie global s fie descompus n fragmente. Aadar, dac o colecie global este supus operaiei de fragmentare, atunci toate nregistrrile sale trebuie s fie luate n considerare. Orice nregistrare dintr-o colecie global trebuie s se regseasc (s aparin) ntr-un fragment rezultat.

Reconstrucia este regula care cere ca orice colecie global s poat fi recompus din fragmentele ei. Aceast operaie trebuie s poat fi realizat oricnd, respectnd restriciile de la fragmentare. Reconstrucia este, de fapt, operaia invers fragmentrii.

Disjuncia impune condiia ca fragmentele n care se descompune o colecie global s fie exclusive. Acest lucru nseamn c o nregistrare dintr-o colecie global nu poate s apar n dou sau mai multe fragmente rezultate, ci numai ntr-unul.

Pentru a realiza fragmentarea se pot utiliza trei metode: vertical, orizontal i mixt.

Metoda orizontal const n descompunerea unei colecii globale n fragmente prin extragerea unui set de nregistrri, pstrndu-se toate cmpurile (caracteristicile). Structura de date a fiecrui fragment obinut dintr-o colecie global este identic cu cea a coleciei. Fiecare fragment are un numr de nregistrri mai mic dect al coleciei globale din care provine. De exemplu, pentru modelul relaional, o fragmentare orizontal se va obine dintr-o tabel global, aplicnd operatorul relaional de selecie.

Metoda vertical const n descompunerea unei colecii globale n fragmente prin extragerea unui set de cmpuri (caracteristici), pstrndu-se datele din toate nregistrrile. Structurile de date ale fragmentelor obinute dintr-o colecie global sunt subseturi ale acestei colecii. Fiecare fragment are acelai numr de nregistrri ca i colecia global din care provine. De exemplu, pentru modelul relaional, fragmentarea vertical dintr-o tabel global se realizeaz aplicnd operatorul relaional de proiecie.

Metoda mixt const n descompunerea unei colecii globale n fragmente prin aplicarea succesiv a metodelor orizontal i vertical.

n cazul n care echipa de analiti opteaz pentru acest tip de distribuire, n continuare trebuie s se identifice:

tabelele care trebuie fragmentate;

metoda de fragmentare;

alocarea fragmentelor n nodurile reelei (proiectarea modelului de alocare);

desemnarea persoanelor care s se ocupe cu administrarea bazei de date;

identificarea msurilor de siguran care trebuie luate, n caz de incident (back-up-uri ale anumitor fragmente la un moment dat).

B. Distribuirea prin replicare.

Replicarea este operaia de stocare (memorare) a unor poriuni dintr-o baz de date, sub form de copii, pe mai multe calculatoare dintr-o reea. Sistemul de gestiune a bazelor de date asigur automat inerea la zi simultan a tuturor copiilor n caz de actualizare a datelor. Soluia este util atunci cnd diferii utilizatori, de la diferite noduri de reea, au nevoie simultan de ultimele informaii, iar baza de date este distribuit local.

Din punct de vedere al replicrii, proiectarea replicrii se poate realiza astfel:

Datele nereplicate semnific situaia n care sistemul de gestiune a bazei de date aloc spaiu pentru o singur copie a anumitor date pe un anumit calculator (nod) din reea. n acest caz, redundana datelor nu crete deloc, fiind la un nivel minim controlat. Pe de alt parte ns, accesul concurent la date va fi mai intens, deoarece aceleai date vor fi folosite de mai muli utilizatori situai local sau la distan. Datele replicate parial semnific situaia n care sistemul de gestiune a bazei de date aloc, pentru o parte din date, o singur copie pe un anumit calculator (nu sunt replicate), iar pentru o alt parte din date mai multe copii pe mai multe calculatoare (sunt replicate). Redundana datelor este controlat, dar crete. Accesul concurent v-a fi mai sczut deoarece datele replicate fac s scad numrul utilizatorilor care le folosesc In acelai timp (la acelai numr de utilizatori sunt mai multe copii din aceleai date). Datele replicate total semnific situaia n care sistemul de gestiune a bazei de date aloc pentru ntreaga baz de date mai multe copii pe diversele calculatoare din reea. Redundana datelor este foarte mare, n acest caz, dar rmne controlat. Accesul concurent va fi redus la minim, reducndu-se astfel mult timpul de acces, dar se mrete spaiul de memorie extern consumat. Astfel, toate informaiile din baza de date se pot gsi multiplicate pe dou sau mai multe calculatoare din reea.

Dac la proiectare se alege acest tip de distribuire, trebuie s se aib n calcul i urmtoarele aspecte: identificarea poriunilor din baza de date care vor fi replicate; determinarea gradului de replicare; identificarea nodurilor reelei, uade se va realiza replicarea. Practic se realizeaz o schem a replicrii;

modalitatea de asigurare a consistenei datelor, prin determinarea msurilor luate n cazul actualizrii simultane a aceluiai set de nregistrri;

determinarea procedurilor de urmrire a replicrii, pentru identificarea situaiilor n care replicarea a fost inutil realizat sau n care sunt necesare replicri suplimentare.

C. Distribuirea mixt.

Definiie Aceast tehnic de distribuire a datelor, aa cum indic i numele ei, presupune aplicarea succesiv a replicrii i fragmentrii pentru aceeai colecie de date dintr-o baz de date.

Presupunnd c o colecie global este mai nti fragmentat, ulterior, unul sau mai multe fragmente pot fi replicate. Ilnvers, presupunnd c o colecie de date este mai nti replicat, ulterior, una sau mai multe dintre copii pot fi fragmentate. Proiectanea trebuie s soluioneze toate aspectele specificate la cele dou tipuri de distribuiri.

D. Distribuirea prin ncrcare.

Definiie. Este o tehnic mai simpl de distribuire, care const n copierea periodic a ntregii baze de date centralizate sau a unei poriuni din ea pe noduri locale. Tehnica se folosete atunci cnd datele sunt stabile, deci se actualizez rar, sau atunci cnd nu toi utilizatorii trebuie s aib acces la datele de ultim or. Dup alegerea tipului de distribuie, se vor proiecta elementele specifice fiecrui tip.

Activitatea de nvare 2.4.1. Proiectarea distribuirii datelor (I)Competena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informaticeObiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil:

s recunoti tipurile de distribuire a datelor

Durata: 20 minute Tipul activitii: NVARE PRIN CATEGORISIRESugestii: elevii lucreaz individual.

Sarcina de lucru: Clasific distribuirea datelor dup tipurile utilizate, aratnd pentru fiecare definiia, semnificaia i caracteristicile sale. TIP DE DISTRIBUIRECARACTERISTICI

A. Distribuire prin fragmentare

B. Distribuirea prin replicare.

C. Distribuirea mixt.

D. Distribuirea prin ncrcare

Activitatea de nvare 2.4.2. Proiectarea distribuirii datelor (II)Competena/Rezultatul nvrii: Proiecteaz arhitectura sistemelor informaticeObiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil:

s recunoti tipurile de distribuire a datelor

Durata: 30 minute Tipul activitii: CUBULSugestii: Elevii se grupeaz n 6 grupe

Sarcina de lucru: Folosii un cub care semnific, n mod simbolic, tema ce urmeaz a fi explorat: Comparaie ntre tipurile folosite n vederea distribuirii datelor. Cubul are nscrise pe fiecare dintre feele sale: Descrie, Compar, Analizeaz, Asociaz, Aplic, Argumenteaz. Conductorul fiecrui grup va rostogoli cubul. Echipa sa va explora tema din perspectiva cerinei care a czut pe faa superioar a cubului i va nregistra totul pe o foaie de flip chart.

Dup 15 minute, grupurile se reunesc n plen i vor mprti clasei rezultatul analizei. Concluziile se trec pe tabl / flip chart.Aprofundare

Completai corespunztor spaiile libere ..........................este operaia de descompunere logic a coleciilor globale, dintr-o baz de date distribuit, n pri disjuncte numite ........................... ..........................este operaia de stocare (memorare) a unor poriuni dintr-o baz de date, sub form de .........................., pe mai multe ..........................dintr-o reea. Sistemul de gestiune a bazelor de date asigur automat inerea la zi simultan a tuturor ..........................n caz de actualizare a datelor. Soluia este util atunci cnd diferii utilizatori, de la diferite noduri de reea, au nevoie ..........................de ultimele informaii, iar baza de date este distribuit local.

Distribuirea ..........................presupune aplicarea succesiv a ..........................i ..........................pentru aceeai colecie de date dintr-o baz de date.

Distribuirea prin ..........................const n copierea periodic a ntregii baze de date centralizate sau a unei poriuni din ea pe noduri locale. Tehnica se folosete atunci cnd datele sunt .........................., deci se actualizez .........................., sau atunci cnd nu toi utilizatorii trebuie s aib acces la datele de ultim or.

Tema 3. Organizarea datelor din sistemele informatice

Fia de documentare 3.1. Sisteme de fiiere. Baze de date. Bnci de date.

Definiie. Organizarea datelor nseamn definirea i structurarea datelor n memoria intern sau n memoria extern (n colecii) i stabilirea legturilor ntre date, conform unui model de date.

Evoluia organizrii datelorBazele de date au evoluat din fiiere. Sintetiznd, evoluia organizrii datelor n memoria extern a avut n vedere cteva aspecte: Aspecte

Etape(1)Mod de organizare

a datelor (2)Structura de date

(3)Mod de prelucrare

(4)Redundan

(5)Software utilizat

(6)

1. nainte de 1965Fiiere secvenialeLogic coincide cu fizicPe loturi (batch)Mare, necontrolatOperaii simple de I/E (limaje asamblare i universal)

2. Anii 60Fiiere secveniale, indexate, directeLogic i fizicLoturi, on-lineMare, necontrolatChei simple de acces (limbaje universale)

3. Anii 70Baze de date arborescente, reeaLogic, fizic, conceptualLoturi, conversai-onalScade, controlatChei multiple de acces, legturi ntre date, protecia (SGBD)

4. Sfritul anilor 70 pn acumBaze de date relaionaleLogic, fizic, conceptualConversai-onal, interactivMic, controlatLimbaje de regsire, protecie, concuren (SGBD)

5. Sfritul anilor 80 pn acumBaze de date orientate obiectLogic, fizic, conceptualInteractivMinim, controlatLimbaje din programarea OO (SGBD)

Necesitatea organizrii datelor n memoria extern rezult analiznd cteva criterii de comparaie dintre memoria intern i cea extern:

CRITERIUMEM. INTERNMEM. EXTERN

CostMareMic

VitezMareMic

Capacitate(volum date)MicMare

PersistenNuDa

Organizare dateVariabile, constante, masive, pointeri etc.Fiiere, baze de date

Organizarea datelor n fiiere

Definiie. Fiierul este o colecie organizat de date unite dup criterii comune calitative, de prelucrare i scop.

Toate limbajele de programare universale lucreaz cu aceast noiune, pentru organizarea datelor n memoria extern. Sistemele de baze de date lucreaz cu aceast noiune i n plus o dezvolt n noiunea de baz de date.

Prezentm, n continuare, cteva noiuni fundamentale utilizate n organizarea datelor n fiiere. De aceste noiuni se ine seama i la baze de date.

1. Caracteristici ale unui fiier:

actualizarea se refer la trei operaii : adaugarea, modificarea, tergerea de nregistrri;

natura datelor din fiier trebuie s fie omogen (s se refere la aceeai entitate din lumea real);

prelucrarea datelor din fiier se refer la tipul i frecvena operaiilor efectuate pe nregistrri;

volumul de date din fiier (se msoar n numr de octei).

2. Structura unui fiier:

partea de identificare este dat de etichetele plasate la nceputul i sfritul fiierului;

partea de date este colecia omogen de date ce aparin aceleai entiti din lumea real structurat astfel:

fiier nregistrri cmpuri valori.

3. Modul de organizare reprezint modul de dispunere a nregistrrilor pe suportul fizic i presupune reguli de memorare a datelor.

Categorii de moduri de organizare a fiierelor:

a) Standard Este cea mai veche i exist pe toate tipurile de calculatoare.

nregistrarea este format dintr-un ir de caractere dispus pe o linie acceptat de periferic.

Toate limbajele recunosc fiiere standard de intrare i ieire.

b) Clasic (elementar)

Organizarea se face pe medii magnetice sau optice.

Tipuri:

SECVENIAL

nregistrrile sunt dispuse n fiier una dup alta fr nici o ordine prestabilit.

Localizarea unei nregistrri se face prin parcurgerea tuturor nregistrrilor anterioare ei (secvenial).

Toate sistemele de operare i limbajele de programare accept organizarea secvenial.

RELATIV

nregistrrile sunt dispuse n fiier una dup alta i numerotate (de ctre sistem) de la 0 sau 1 la cte sunt (numr de realizare)

Localizarea unei nregistrri se poate face secvenial sau direct prin numrul de realizare.

INDEXAT-SECVENIAL

nregistrrile sunt dispuse n fiier n ordine strict cresctoare dup o cheie (face parte din nregistrare).

Cheia este unul sau mai multe cmpuri care identific n mod unic o nregistrare.

Fiierului i este ataat o tabel de indeci care face legtura ntre valoarea cheii i adresa fizic a nregistrrii.

Localizarea unei nregistrri se poate face secvenial dar i direct prin cheie:

se compar cheia nregistrrii cutate cu indecii din tabela de index i se localizeaz direct partea fizic a fiierului n care se afl nregistrarea cutat;

n partea fizic localizat se face o cutare secvenial a nregistrrii dorite.

c) Special (complex)

Se bazeaz pe modurile de organizare clasice.

Sunt utilizate n baze de date i n sisteme de fiiere.

Tipuri (cteva):

PARTIIONAREA

nregistrrile din fiier sunt grupate n partiii sub un nume.

n cadrul unei partiii nregistrrile sunt organizate secvenial.

Se utilizeaz pentru bibliotecile de programe

MULTIINDEXAREA

Este o extindere a indexrii prin utilizarea mai multor chei alese de programator.

Spaiul ocupat este mai mare.

Se utilizeaz pentru fiiere care necesit regsiri intense multicriteriale.

INVERS

Presupune existena a dou fiiere: de baz i invers.

Fiierul de baz conine datele propriu-zise i are organizare secvenial. El este fiierul n care se caut.

Fiierul invers este construit din cel de baz (printr-o tehnic de inversare) i are organizare relativ. El este fiierul prin intermediul cruia se caut.

Spaiul ocupat necesar este cam de 3,5 ori mai mare fa de ct ocup fiierul de baz.

4) Modul de acces reprezint modul n care se determin locul ocupat de o nregistrare ntr-un fiier i depinde de modul de organizare.

Tipuri de moduri de acces pentru fiiere:

SECVENIAL presupune c localizarea unei nregistrri se face prin parcurgerea tuturor nregistrrilor care o preced.

Este permis accesul secvenial pentru toate tipurile de fiiere.

Se recomand pentru fiierele din care sunt necesare, la o prelucrare, peste 50% din numrul total de nregistrri.

Pentru optimizare se recomand ordonarea fiierului.

DIRECT presupune c localizarea unei nregistrri se face cu ajutorul unei chei definite de programator.

Accesul direct se poate face dup numrul de realizare sau dup o valoare a cheii.

DINAMIC presupune c la o singur deschidere de fiier se pot localiza, alternativ i repetat, nregistrri n acces secvenial i direct.

Modele de structurare a datelor n BDInformaia, care se reprezint n calculator n memoria intern sau extern, se poate defini structural dup schema:

are ca are ca are ca

informaia entitatea atributul valoarea

obiect proprietate msur

Modelul de structur se refer la descrierea tuturor atributelor unei entiti n interdependen.

Valorile atributelor se materializeaz prin date, care dau o reprezentare simbolic a informaiilor.

Definiie. Modelul de date este ansamblul de concepte i instrumente necesar pentru a realiza structura coleciilor de date .

Modelul de date este compus din:

concepte;

un formalism pentru a descrie datele (structura de date);

un ansamblu de date pentru a le manipula (datele).

(ansamblul de manipulat)

n literatura de specialitate sunt prezentate trei tipuri de modele de date pentru baze de date. Prezentm, pe scurt, aceste tipuri, mpreun cu cteva caracteristici pentru fiecare:

modelul conceptual (la analiz)

descrie sistemul n termeni pe nelesul utilizatorului;

se folosete pentru specificaia iniial a datelor i pentru comunicarea cu utilizatorii;

este un mod de stabilire a unei legturi ntre dezvoltatori i utilizatori.

modelul logic (la proiectare)

specific structura bazei de date (coleciile de date i legturile dintre ele);

se scrie ntr-o form care s poat fi folosit pentru crearea bazei de date;

se folosete pentru definirea i ntreinerea bazei de date de ctre SGBD i pentru formularea cerinelor de regsire de ctre utilizatori.

modelul fizic (sarcina SGBD)

descrie modul n care modelul logic al datelor va fi reprezentat la stocare, n memoria extern (fiiere, indeci, discuri etc.);

de obicei, este generat automat, de ctre SGBD, pornind de la modelul logic.

Definiie. Schema conceptual reprezint descrierea fenomenelor din realitatea nconjurtoare prin entiti i atribute (tipurile de date), mpreun cu toate corelaiile (legturile) dintre ele (constrngerile).

Definirea schemei este o activitate de modelare pentru c traduce n termeni abstraci entitile lumii reale.

Schema BD se reprezint cu ajutorul unui model de date implementat prin intermediul unui SGBD adecvat.

Trebuie s se fac distincie clar ntre structura bazei de date (schema, de exemplu: stud (cod:N,4; nume:C,15) ) i coninutul ei (instana, de exemplu: 22 Nedelcu Anda). Schema i instanele sunt stocate n baza de date, i anume prima n dicionar, iar cea de-a doua n datele propriu-zise.

n cele ce urmeaz ne vom ocupa, n cea mai mare parte, de modelul logic de date pentru baze de date.

Elementele (componentele) oricrui model de date pentru baze de date sunt:

1. Definirea structurii modelului (partea structural):

definirea entitilor i a atributelor asociate;

definirea legturilor (asociarea) dintre entiti.

Asocierea poate fi de tipul :

unu la unu (1:1)

unu la muli (1:M)

muli la muli (M:N)

neprecizat explicit

Definirea structurii de date se face cu un LDD (Limbaj de Descriere a Datelor) dintr-un SGBD.

2. Operatorii modelului (partea de manipulare) care acioneaz asupra structurilor de date, dar i asupra datelor, pentru operaii de prelucrare (compunere, actualizare etc.).

Operatorii se implementeaz cu ajutorul unui LMD (Limbaj de Manipulare a Datelor) dintr-un SGBD.

3. Regulile de integritate (partea de coeren) sunt restricii stabilite la descrierea datelor, care le asigur acestora meninerea corectitudinii i dau logica modelului.

Restriciile se implementeaz cu un LDD din SGBD.

Tipuri de modele logice de date pentru BD:

fundamentale: ierarhice, reea, relaionale, orientate obiect;

derivate (extinse din cele fundamentale): distribuite, multimedia etc.

Organizarea datelor n bnci de date

Definiie. Banca de date reprezint ansamblul de informaii, programe, repertorii, clase de coninuturi etc. diverse, structurate n fie specifice realizate dup anumite proceduri determinate, care permit utilizatorului un reperaj rapid.

Banca de date include un ansamblu de fiiere informatizate coninnd sub o form structurat informaii care pot fi rapid cercetate, inclusiv de la mare distan, ceea ce constituie caracteristica lor cea mai spectaculoas.

De exemplu, n mediul colar/universitar, baza de date definete un set de cunotine procesate pedagogic la scara sistemului de nvmnt, cunostine necesare subiectului si obiectului educaei la nivel de consultan metodologic permanent, cu valoare operaional: fie manageriale care definesc situaia resurselor pedagogice (umane, materiale, financiare, informaionale) ale instituiei colare; organigrame ale instituiei scolare; informaii bibliografice; sinteze tematice; proiecte de activitate didactic, instrumente de evaluare iniial, continu, sumativ; prospecte, prognoze ale instituiei.

Activitatea de nvare 3.1.1. Organizarea datelor n fiiere

Competena/Rezultatul nvrii: Organizeaz datele din sistemele informatice Obiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil:

s identifici structura i caracteristicile fiierelor s identifici modul de organizare i de acces

Durata: 20 minuteTipul activitii: NVARE PRIN CATEGORISIRE STARBURSTING

Sugestii: elevii pot lucra individual sau n grupe de 2 3 elevi.Sarcina de lucru: Descrie noiunea de FIIER, urmrind etapele descrise n figura de mai jos: Activitatea de nvare 3.1.2. Modele de structurare a datelor n BDCompetena/Rezultatul nvrii: Organizeaz datele din sistemele informatice Obiectivul/obiectivele vizate: Dup efectuarea activitii vei fi capabil: s identifici tipurile de modele de date s identifici caracteristicile modelelor de date



Definiia modelului de structur de date

Componena modelului de date

Tipurile de modele de date Elementele componente oricrui model de date pentru baze de date Noiunea de Banc de date Organizarea datelor n bnci de date Cteva exemple din viaa real n care s-ar putea folosi baze de date. Aprofundare

Completai corespunztor spaiile libere Organizarea datelor nseamn ..........................i ..........................datelor n memoria intern sau n memoria extern (n colecii) i stabilirea ..........................ntre date, conform unui model de date.

..........................este o colecie organizat de date unite dup criterii comune calitative, de prelucrare i scop.

.......................... .......................... este ansamblul de concepte i instrumente necesar pentru a realiza structura coleciilor de date .

.......................... ..........................reprezint descrierea fenomenelor din realitatea nconjurtoare prin entiti i atribute (tipurile de date), mpreun cu toate corelaiile (legturile) dintre ele (constrngerile).

.......................... .......................... reprezint ansamblul de informaii, programe, repertorii, clase de coninuturi etc. diverse, structurate n fie specifice realizate dup anumite proceduri determinate, care permit utilizatorului un reperaj rapid.

Tema 4. Proiectarea bazelor de date

Fia de documentare 4.1. Selectarea unui SGBD. Proiectarea schemei conceptuale. Proiectarea schemei logice/externe. Proiectarea schemei fizice a bazei de date

Selectarea unui SGBD

Definiie. Proiectarea unei baze de date cuprinde proiectarea structurii conceptuale, logice i fizice. Pot aprea situaii cnd sunt necesare reveniri la activitile nivelurilor anterioare. De exemplu, odat cu proiectarea structurii fizice pot aprea cerine de modificri n structura conceptual. Procesul de proiectare a unei baze de date trebuie privit de aceea ca un proces neliniar, n care apar frecvente reluri ale unor etape anterioare.

Crearea unui sistem de gestiune propriu bazei de date proiectate este o problem complex. De aceea, se impune de cele mai multe ori alegerea unui sistem de gestiune din cele existente n acel moment.

Procesul de alegere a unui SGBD presupune urmtoarele faze:a) stabilirea cerinelor beneficiarului de sistem i studiul acestora sub aspectul:

tipurilor de structuri de date;

timpului de rspuns pentru cerineele respective;

metodelor de acces;

confidenialitate;

tipul aplicaiilor;

obiectivele sistemului etc.

b) stabilirea criteriilor de alegere a unui SGBD din cadrul celor candidate, n funcie de cerinele beneficiarului.

c) inventarierea SGBD-urilor existente i stabilirea corespondenei ntre cerinele beneficiarului i caracteristicile SGBD-urilor, astfel nct s fie capabile s satisfac cel puin cerinele prestabilite.

d) alegerea propriu-zis a unui SGBD din cadrul celor candidate, n funcie de criteriile prestabilite.

Avnd n vedere aceste aspecte, criteriile avute n vedere n alegerea unui anumit tip de SGBD sunt: a) Portabilitatea SGBD-ului - posibilitatea de a utiliza un SGBD de pe un sistem de calcul pe un altul. Portabilitatea cuprinde dou aspecte: portabilitatea programelor propriu-zise i portabilitatea datelor.

b) Costul sistemului. Acest criteriu trebuie privit prin prisma:

timpului de ocupare a unitii centrale;

costului de ntreinere i dezvoltare;

resurselor hard imobilizate;

costului de adaptare i trecere pe un nou sistem de calcul;

costul documentaiei etc.

c) Facilitile de implementare, ntreinere i exploatare a bazei de date. Acestea sunt reflectate prin:

modalitatea de descriere a datelor;

tehnicile de organizare i regsire a datelor, care s permit un acces ct mai rapid la orice informaie;

timpul ct mai redus pentru actualizare, cutare i rspuns la cererile de informare;

editarea operativ a celor mai variate tipuri de situaii solicitate de ctre utilizator;

posibilitatea de adugare a unor programe de aplicaie, programe de validare de date, de actualizare, rutine statistice, rutine de sortare, rutine de prezentare, grafic a ieirilor etc.

d) Posibilitatea gestionrii structurilor complexe de date, curn ar fi cele de tip arborescent sau reea. e) Multitudinea metodelor de acces. n funcie de cerinele proprii aplicaiei, sistemul va trebui s suporte interogri sau acualizri n timp real avnd proceduri de tip conversaional.

f) Protecia i securitatea datelor din baz.g) Specificul aplicaiei. Este cunoscut faptul c programele sunt orientate pe aplicaii, cum ar fi: programarea produciei, aprovizionare-desfacere, optimizri, prognoze etc.

h) Timpul necesar pentru formarea cadrelor care s utilizeze SGBD-ul.

Toate aceste criterii de alegere pot fi corelate cu o sezie de factori complementari cum ar fi:

mentenana sistemului;

facilitile ce le ofer administratorului bazei de date;

calitatea documentaiei oferite de fumizori;

asistena n implementarea sistemului i n pregtirea utilizatorilor etc.

Toi aceti factori alturi de criteriile enunate pot s influeneze succesul n implementarea SGBD-ului i eficiena economic pe ansamblul sistemului informatic.

Proiectarea schemei conceptuale Este realizat de ctre echipa de proiectare a sistemului de administrare a bazei de date. Punctul de plecare n proiectarea structurii conceptuale l reprezint coleciile de date, stabilite n modelul logic proiectat, cnd s-a realizat totodat i schiarea unui prim model conceptual de ansamblu al datelor. Proiectarea schemei conceptuale cuprinde activitile, definirea detaliat a coleciilor de date, revizuirea legturilor dintre colecii, rafinarea modelului conceptual al datelor, transpunerea modelului conceptual al datelor.

Definiie. Definirea detaliat a coleciilor de date Aceast activitate presupune o analiz a coleciilor, normalizarea lor pentru cercetarea performanelor n stocarea, actualizarea i prelucrarea datelor. Definitivarea coleciilor de date se face descompunnd coleciile n colecii simple n funcie de descompunerea obiectelor compuse n obiecte simple, pstrnd o redunda necesar, minim i controlat a datelor.

Definiie. Revizuirea legturilor dintre colecii Relaiile au fost identificate nc de la analiz. n acest pas se realizeaz o analiz i detaliere a relaiilor dintre colecii.

Definiie. Rafinarea modelului conceptual al datelor Se folosete tehnica normalizrii pentru obinerea unor tabele cu o redundan minim i controlat.

Conform acestei tehnici, atributele entitior definite se organizeaz ntr-o singur tabel sau n rnai multe i se urmrete descompunerea acestor tabele n altele, fr pierdere de informaii n scopul eliminrii anomaliilor de ordin logic i fizic. Acest lucru se realizeaz prin parcurgerea unei serii de etape, de normalizare, prin care se trece de la o form normal la alta. Se apreciaz posibilitatea existenei a cinci forme normale (FN). Prin parcurgerea acestor etape, se ajunge n mod succesiv s se amelioreze structura bazei de date, nlturndu-se treptat o serie de neajunsuri i asigurnd faciliti sporite n privina ncrcrii, actualizrii i exploatrii bazei de date.

n mod implicit vor rezulta i performane de ordin fizic, cum ar fi: ocuparea optim a spaiului de memorie sau reducerea timpului de rspuns al sistemului.

Nu n toate cazurile se impune parcurgerea tuturor etapelor de normalizare, ns n mod obligatoriu prima form normal este obligatorie.

Necesitatea normalizrii progresive este data de faptul c anumite tabele pot genera o serie de situaii nedorite, aa-numitele ,,anomalii de actualizare.

Anomalia de tergere rezult din faptul c tergnd un tuplu al unei tabele, odat cu tergerea anumitor informaii se pierd i informaiile utile, existente n tuplul respectiv.

Anomalia de adugare rezult din faptul c nu pot fi incluse noi informaii ntr-o tabel deoarece nu se cunosc i alte informaii cerute pentru adugarea unui nou tuplu n acea tabel, n principal valorile pentru atributele cheie.

Anomalia de modificare rezult din faptul c este dificil de modificat o valoare a unui atribut atunci cnd ea apare n mai mult dect ntr-un tuplu al tabelei.

Definiie. O baz de date este n FN1 dac toate tabelele sunt n FN1. O tabel este n FN1 dac toate atributele ei conin valori elementare (nedecompozabile). Fiecare component a unui tuplu este la nivel elementar, care nu accept alt descompunere. De asemenea, un tuplu nu trebuie s aib grupuri repetitive. Deci, n aceast etap, structurile de date arborescente sau reea se transform n tabele cu atribute elementare.

Definiie. O baz de date este n FN2 dac toate tabelele ce o compun sunt n FN2.

O tabel este n FN2 dac i numai dac este n FN1 i fiecare cmp noncheie al tabelei este dependent funcional de cmpul cheie al tabelei.

Un atribut B al unei tabele depinde n mod funcional de atributul A al aceleiai tabele dac n orice moment fiecrei valori a lui A i corespunde o valoare a lui B. Dependena funcional este complet sau parial.

Un atribut sau un ansamblu de atribute B din cadrul unei tabele este dependent funcional complet de un ansamblu de atribute A ale aceleiai tabele, dac B este dependent funcional complet de ntreg ansamblul A de atribute i nu numai de un atribut din ansamblul A.

Un atribut B este dependent funcional parial de un ansamblu de atribute A dac este dependent funcional de un atribut din ansamblul A.

n acest context, proiectantului bazei de date relaionale i revine sarcina de a determina dependenele funcionale dintre atributele tabelului i a asigura dependena funcional complet ntre atributele noncheie de atributele cheie din cadrul fiecrui tabel, fapt ce determin proiecia n dou sau mai multe tabele. n acest fel, se elimin anomaliile privind modificrile unor valori i se elimin repetarea unor valori. Acestea implic utilizarea raional a memoriei externe i reducerea timpului de ntreinere a bazei de date, se protejeaz baza de date de tergerea nedorit a unor informaii care mai prezint interes.

Definiie. O baz de date este n FN3 dac toate tabelele ce o compun sunt n FN3.

O tabela este n FN3 dac fiecare atribut noncheie al tabelei depinde n mod netranzitiv de cheia tabelei.

Fie A, B, C, trei atribute din cadrul unei tabele, unde A este atribut cheie. Dac B depinde de A i C depinde de B spunem c C se afl n dependen tranzitiv de A. Asemenea dependene se nltur prin proiecia n dou tabele ce conin cmpurile (A, B) i, respectiv, cmpurile (B, C).

Definiie. O baz de date este n FN4 dac i numai dac este n FN3 i nu conine dou sau mai multe dependee multivaloare.

Dndu-se o tabel T cu atributele A, B, C, dependena multivaloare AB se menine n T dac i numai dac mulimea valorilor lui B ce corespunde unei perechi de date din T ( A, C) depinde numai de o valoare a lui A i este independent de valorile lui C. De exemplu, ntr-o tabel cu cmpurile: CURS, PROFESORI, CAPITOLE exist dou dependene multivaloare.

Un curs are mai multe capitole i un curs poate fi inut de mai muli profesori. n acest caz, tabela se poate mpri n dou tabele ce conin cmpurile (Curs, Capitole) i, respectiv, cmpurile (Curs, Profesori).

Pn la obinerea FN4 o tabel a fost nlocuit cu dou tabele. Descompunerea unei tabele n dou proiecii se face cu pierderi, dar descompunerea n trei sau mai multe proiecii se face cu pierderi de informaii. Acest neajuns se poate nltura numai prin realizarea unor noi dependene de tip ,jonciune.Dependena jonciune este forma cea mai general de dependen; ea conduce la obinerea unor tabele prin operaii de proiecie i jonciune. O tabel R (A, B, C) menine dependena jonciune A(AB, AC) dac i numai dac R menine dependenele multivaloare AB/C.

De aici rezult c dependena multivaloare este un caz special al dependenei multivaloare.

Definiie. O tabel este n FN5 dac i numai dac fiecare jonciune este generat printr-un candidat cheie a lui R i este n FN4.

Transpunerea modelului conceptual

Transpunerea se face n termenii unui anumit SGBD i descrierea structurii n limbajul corespunztor acestui SGBD.

Definiie. Modelul conceptual de ansamblu al datelor este un model de ansamblu al datelor independent de instrumentul soft (SGBD) utilizat pentru reprezentarea sa. Structura este un model de asamblare al datelor exprimat n coceptele unui anumit SGBD.

Modelul conceptual se concretizeaz n structur n mod difereniat, n funcie de facilitile tehnice oferite de SGBD, n special de modalitile de implementare a diferitelor tipuri de relaii i date.

Descrierea bazei de date se face n limbajul de care dispune SGBD-ul. Rezultatul final descrierii structurii virtuale a bazei de date l constituie proiectul virtual sau n concepia CODASYL mai poart denumirea de SCHEMA bazei de date.

n final, putem desprinde urmtoarele concluzii privind proiectarea structurii conceptuale a bazelor de date:

a) proiectarea structurii conceptuale a bazelor de date se realizeaz ntr-o abordare top-down. Se pleac de la un prim model realizat la modelele de analiz, care n pai succesivi este realizat (detaliat i corectat) pn la obinerea structurii conceptuale a bazei de date. Pentru

MI_Modulul XI - Giovanna Stanica I

Documents

Transcript of MI_Modulul XI - Giovanna Stanica I