Материал: Методические указания к проведению практических занятий, выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии в металлургии». Печенкина Л.С

ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет"

Кафедра материаловедения и физики металлов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к проведению практических занятий, выполнению

самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии в металлургии» для студентов направления 150400.62 «Металлургия», профиля «Технология литейных процессов» очной формы обучения

Часть 2

Воронеж 2013

Составитель канд. техн. наук Л.С. Печенкина

УДК 621.74

Методические указания к проведению практических занятий, выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Информационные технологии в металлургии» для студентов направления 150400.62 «Металлургия», профиля «Технология литейных процессов» очной формы обучения. Ч. 2 / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Л.С. Печенкина. Воронеж, 2013. 64 с.

В методических указаниях рассмотрены процессы сбора, передачи, переработки, хранения и доведения до пользователей информации с использованием современных аппаратных средств. Обсуждены распределенные технологии обработки и хранения данных, основы сетевых и коммуникационных технологий, ресурсы Internet, основы мультимедиа технологий, приведены примеры реализации наиболее распространенных систем управления базами данных в литейно-металлургической отрасли.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле ИнфТех_учп2.doc.

Табл. 4. Ил. 2. Библиогр.: 21 назв.

Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. А.А. Лукин

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. А.Т. Косилов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

©ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет", 2013

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

АЛВС - администратор локальной вычислительной сети;

АБД - администратор базы данных;

АРМ - автоматизированное рабочее место;

АСКИО - автоматизированная система контроля;

АСНИ - автоматизированная система научных исследова­ний;

АСТПП - автоматизированная система технологической подготовки производства;

АСУ - автоматизированная система управления;

АСУП - автоматизированная система управления пред­приятием (производством);

АЦПУ - алфавитно-цифровое печатающее устройство; БЗ - база знаний; БД - база данных;

БПИ - блок переработки информации;

БС - большие системы;

ВК - вычислительный комплекс;

BOЛC - волоконно-оптическая линия связи;

ВП - взаимодействующие предприятия и системы;

ВУО - вышестоящие органы управления;

ВЦ - вычислительный центр;

ВЦКП - вычислительный центр коллективного пользова­ния;

ГПС - гибкая производственная система;

ЕС ЭВМ - единая система ЭВМ;

ЗПИ - задача переработки информации;

ИАСУ - интегрированная автоматизированная система управления;

ИБД - интеллектуальные БД;

ИВС - информационно-вычислительная сеть;

ИИ - искусственный интеллект;

ИПК - интегрированный производственный комплекс; ИТ - информационная технология;

ИТП - информационно-технологический процесс;

КП - коммутация пакетов;

ЛБД - локальная база данных;

ЛВС - локальная вычислительная сеть;

ЛОР - лицо, обосновывающее решение;

ЛПР - лицо, принимающее решение;

ММК - Магнитогорский металлургический комбинат;

МККТТ - Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии;

НИТ - научно-исследовательская технология;

НИЦОД - научно-исследовательский центр обработки данных;

НПО - научно-производственное объединение;

ОС ЕС - операционная система ЕС ЭВМ;

ОС РВ - операционная система реального времени;

ПО - программное обеспечение;

ППО - прикладное программное обеспечение;

ППП - пакет прикладных программ;

ПТ - программируемая технология;

ПТТ - профессионально-техническая технология;

РО НИЦОД - регионально-отраслевой НИЦОД;

РО ЦКП - регионально-отраслевой ЦКП;

РПИ - распределенная переработка информации;

САПР - система автоматизированного проектирования;

СВТ - средства вычислительной техники;

СЕ - структурная единица;

СМ ЭВМ - система малых и микроэлектронных вычисли­тельных машин;

СОД - сети обмена данными;

СФП - сотрудники функциональных подразделений пред­приятия;

СПУ - система производства и управления;

СУБД - системы управления БД;

СУГПС - система управления ГПС;

УДК - управление доступом к каналу;

УИК - управление информационным каналом;

УОП - универсальный оконечный пункт;

УППП - Система управления производством и поставкой продукции;

УХПИ - узел хранения и переработки информации; ФП - функциональные подразделения;

ЦБД - центральная база данных;

ЦКП - центр коммутации пакетов;

ЦСИО - цифровая сеть интегрального обслуживания; ЭМВОС - эталонная модель взаимодействия открытых систем;

ЭС – экспертная система

ЭТ - электронная таблица.

1. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

1.1. Специфика информационных программных систем

В зависимости от конкретной области применения инфор­мационные системы (ИС) могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно вы­делить, по крайней мере, два свойства, которые являются общими для всех информационных систем.

Любая информационная система предназначена для сбора, хранения и обработки информации. В основе инфор­мационной системы лежит среда хранения и доступа к дан­ным. Среда должна обеспечивать уровень надежности хране­ния и эффективность доступа, соответствующие области при­менения информационной системы. Программисты-вычислители всегда предпочитают так организовывать про­грамму, чтобы в течение как можно более долгого времени об­рабатываемые данные помещались в основной памяти компь­ютера. Внешняя память обычно используется для периодиче­ского (нечастого) сохранения промежуточных результатов вы­числений, чтобы в случае сбоя компьютера можно было про­должить работу программы от сохраненной контрольной точ­ки.

Информационные системы ориентируются на ко­нечного пользователя. В области экономики и финансов это может быть банковский клерк, экономист-аналитик, директор. В образовательных информационных системах - это студенты (учащиеся), преподаватели, научно-исследовательский сектор и т.д. Поэтому информационная система обязана обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, кото­рый должен предоставить конечному пользователю все необ­ходимые для его работы функции, но в то же время не дать ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.

Иногда этот интерфейс может быть графическим с меню, кнопками, подсказками и т. д.

Конкретные задачи, которые должны решаться информационной системой, зависят от той прикладной области, для которой предназначена система. Области применения информационных приложений разнообразны: банковское дело, медицина, транспорт, образование и т. д. Очевидно, что, например, конкретные задачи, решаемые банковскими информационными системами, отличаются от задач, для решения которых создаются медицинские или образовательные ИС.

Можно выделить некоторое количество задач, не зависящих от специфики прикладной области. Бесспорным является мнение о том, что наиболее существенной составляющей является информация, которая долго накапливается и утрата которой невосполнима.

Следующей задачей, которую должно выполнять большинство информационных систем, - это хранение данных, обладающих разными структурами.

При поддержке согласованности действий все результаты, получаемые от информационной системы, будут соответствовать согласованному состоянию базы данных, т. е. будут достоверны и непротиворечивы.

Подобные рассуждения привели к возникновению понятия классической транзакции. Классической транзакцией называется последовательность операций изменения базы данных и/или выборки из базы данных, воспринимаемая СУБД как атомарное действие. Это означает, что при успешном завершении транзакции СУБД гарантирует наличие в базе данных результатов всех операций изменения, произведенных при выполнении транзакции. Условием успешного завершения транзакции является то, что база данных находится в целостном состоянии. Под надежностью хранения данных понимаем гарантию того, что последнее по времени целостное состояние базы данных будет сохранено СУБД при любых обстоятельствах.

1.2. Модели представления данных. Основные функции субд

Базы данных - это организованный набор фактов в опре­делённой предметной области. БД - это информация, упорядо­ченная в виде набора элементов, записей одинаковой структу­ры. Для обработки записей используются специальные про­граммы, позволяющие их упорядочить, делать выборки по указанному правилу. Базы данных относятся к компьютерной технологии хранения, поиска и сортировки информации. БД -это совокупность взаимосвязанных данных при предельно ма­лой избыточности, допускающей их оптимальное использова­ние в определённых областях человеческой деятельности. БД в зависимости от способа представления данных и отношений между ними могут иметь реляционную (таблицы связаны ме­жду собой), сетевую или иерархическую структуры. На эффек­тивность БД с той или иной структурой влияют условия её применения. Данные в БД организованы, как правило, в виде таблиц. Табличный способ отображения информации широко используется в документах и отчётах, поскольку он удобен и позволяет наглядно представлять различного рода данные.

В БД могут храниться миллионы записей. В любое время можно найти запись, которая необходима в данный момент. Результатом поиска информации в приведенной БД могут быть названия, суммы, количество, даты. В базах данных мож­но проводить сортировку информации и вывод её на печать, удаление старой и вставку новой информации, просматривать БД целиком или по частям. С числами в таблицах можно про­водить обычные математические операции (+,-,Х,:). Фамилии людей и названия предметов можно упорядочить по алфавиту. Программное обеспечение для управления и поддержки рабо­тоспособности БД называют системой управления базами данных. СУБД осуществляют ввод, проверку, систематиза­цию, поиск и обработку данных, распечатку их в виде отчётов.

Среди множества СУБД для IBM PC наиболее часто ис­пользуются пакеты программ dBASE разных версий, FoxBase +, FoxPro, Fox Soft Ware, Clipper, совместимые с dBASE no системе команд и файлам. Например, БД, созданная в одной СУБД, может использоваться в другой совместимой с ней СУБД, имеющей формат файлов dBASE (*.dbf). Однако есть иные СУБД, например PARADOX и RBase, несовместимые с dBASE. Кроме СУБД для DOS, существуют СУБД, работаю­щие в среде Windows, например Access, MS Works и др.

В основе БД лежит представление данных в виде таблиц. Основными понятиями в СУБД являются поля и записи. В по­лях содержатся данные. Поле характеризуется длиной. Сово­купность всех полей в строке называется записью.

Структуру простейшей базы данных можно рассматривать как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы принято называть полями, а горизонтальные строки - запися­ми. Единицей хранимой информации является горизонтальная строка-запись, которая хранит информацию, например, об од­ном сотруднике фирмы. Каждая запись представляет собой совокупность полей.

Построение современных распределенных информацион­ных систем сегодня на прямую связано с реляционными и объ­ектно-ориентированными СУБД, которые в последнее время утвердились как основные средства для обработки данных в информационных системах различного масштаба - от больших приложений обработки транзакций в банковских системах до персональных систем на PC. В настоящее время существует множество систем управления базами данных и других про­грамм, выполняющих сходные функции. Инструментальные средства Oracle - одни из лучших и наиболее мощных имею­щихся инструментов разработки профессионального класса.

В зависимости от архитектуры СУБД делятся на локаль­ные и распределенные. Все части локальной СУБД размеща­ются на одном компьютере, а распределенной - на нескольких.

За несколько десятилетий последовательно появлялись систе-

мы, основанные на трех базовых моделях данных: иерархиче­ской, сетевой и реляционной. Основные определения теории баз знаний и баз данных представлены в табл. 1.

Таблица 1

Основные определения