1. Интернет. Системы адресации. Протоколы передачи данных

Интернет – открытая мировая коммуникационная структура, состоящая из взаимосвязанных компьютерных сетей, обеспечивающая доступ к удаленной информации и обмен ею между компьютерами.

Более формально это зафиксировано в определении Federal Networking Council USA от 24.10.1995: «Интернет – глобальная информационная система, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством уникального адресного пространства, основанного на протоколе IP или его последующих расширениях, способная поддерживать связь с использованием комплекса протоколов TCP/IP, их последующих расширений или других IP-совместимых протоколов и которая обеспечивает, использует или делает доступным (публично или частным образом) коммуникационный сервис высокого уровня».

Интернет предоставляет доступ практически ко всем информационным ресурсам мира. Помимо электронной почты в Интернете можно общаться напрямую. Есть два основных способа общения в режиме реального времени. Во-первых, это можно сделать с помощью программы Ай-си-кью (ICQ). Другой вариант – просто зайти на любой – сервер.

Интернет открыл новые возможности для ведения бизнеса. Например, мировой оборот электронного шопинга (покупок) в режиме реального времени в Интернете в 2000 г. составил сотни миллиардов долларов, причем купить можно практически все. Есть компании, основной бизнес которых размещен в Интернете, например информационные, рекламные, туристические сетевые агентства, виртуальные магазины, сетевые банки. Специфическим видом бизнеса является разработка Web-страниц.

Прообраз Интернета возник в 1960-х годах, когда министерство обороны США в целях содействия коллективной работе ученых и исследователей из территориально удаленных районов предоставило им возможность подключаться к одним и тем же компьютерам и иметь доступ к общим файлам. Для этого требовалось объединить все компьютеры в одну сеть, превратить их в единую систему.

В 1990 г. швейцарский физик Тим Бернерс Ли создал систему с единственным графическим интерфейсом, через который удаленный пользователь в диалоговом режиме мог обращаться к различным базам данных. Это почти сразу же стало использоваться для создания глобальной компьютерной сети.

Были придуманы способы поиска нужной информации по ключевым словам через систему ссылок, гиперсвязей. Обеспечен доступ к другим ресурсам Интернета, в частности к электронной почте и конференциям.

Для путешествия по Всемирной паутине требуется программа-обозреватель. Существуют два наиболее распространенных обозревателя: Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.

Доступ в Интернет и сервис обеспечивается провайдерами.

При выборе провайдера желательно учитывать следующие факторы:

опыт на рынке провайдерских услуг;

загруженность входных телефонных линий в часы пик и качество этих линий;

наличие льготных и бесплатных часов в течение суток;

уровень сервиса.

Системы адресации – закодированное обозначение пункта отправления либо назначения данных; идентификация объекта (например, объекта сети).

Строится по так называемой доменной системе адресации. Это означает, что адрес пользователя сети состоит из двух частей: идентификатора пользователя и названия домена с разделительным символом @ («собака»): (user)@(domain).

Как название домена, так и идентификатор пользователя могут делиться на сегменты, разделяемые точкой. В адресе допустимы латинские буквы, цифры и некоторые другие символы. Адрес субъекта либо объекта определяется числом, кодом, фразой. В список объектов входят регистры, области памяти, внешние устройства, каналы, процессы, системы, сети. Объекты – получатели данных принято именовать адресатами. Часто адрес связывают с именем объекта.

В сети используются три вида адресов.

Глобальный адрес указывает, что блок данных, сообщение либо сигнал предназначены всем объектам. При использовании глобальных адресов в сети осуществляется широковещание.

Групповой адрес определяет множество объектов, которым предназначен блок данных.

Уникальный адрес выделяет только один объект сети. В зависимости от ситуации, складывающейся в сети, осуществляется модификация адресов. Ее суть состоит в изменении адресов объектов сети.

Адрес является одним из важнейших реквизитов.

Протоколы определяют способы передачи данных в сети, руководствуясь стандартизированными форматами, обнаруживают и исправляют ошибки.

TCP гарантирует, что каждый посланный байт дойдет до получателя без потерь. IP присваивает локальные IP-адреса физическим сетевым адресам, обеспечивая тем самым адресное пространство, с которым работают маршрутизаторы. В семейство TCP / IP входят и протокол Telnet, который позволяет удаленным терминалам подключаться к удаленным узлам (компьютерам), система доменной адресации DNS, дающая возможность пользователям адресоваться к узлам сети по символьному доменному имени вместо цифрового IP-адреса, протокол передачи файлов FTP, который определяет механизм хранения и передачи файлов, а также протокол передачи гипертекста HTTP

Кроме файловых моделей организации данных внутримашинной сферы существуют иерархические, сетевые и реляционные модели. Эти типы моделей являются более сложными и, в отличие от файловой организации данных, поддерживаются СУБД соответствующего типа. Различия между этими классами моделей постепенно стираются. Однако некоторые особенности перечисленных типов моделей следует отметить. Для иерархических и сетевых моделей их структура не может быть изменена после ввода данных, тогда как структура реляционных моделей может изменяться в любое время. С другой стороны, иерархические и сетевые модели обеспечивают более быстрый доступ к информации, чем реляционные модели.

Иерархические модели имеют древовидную структуру, когда каждому узлу структуры соответствует один сегмент, представляющий собой поименованный линейный кортеж данных. Каждому сегменту, кроме корневого, соответствует один входной и несколько выходных сегментов (рис. 1).

Рис. 1. Структура иерархической базы данных

Каждый сегмент лежит на единственном иерархическом пути, начинающемся с корневого сегмента. При описании такой логической организации данных достаточно для каждого сегмента указать его входной сегмент. Так как в иерархической модели каждому входному сегменту данных соответствует N выходных, то такие модели весьма удобны для представления отношений типа 1:L в предметной области.

Некоторым недостатком иерархических моделей является их неэффективность при реализации отношений типа L:L, медленный доступ к сегментам данных нижних уровней иерархии и четкая ориентация только на определенные типы запросов и др. В связи с этим в настоящее время СУБД, базирующиеся на иерархических моделях, подвергаются существенным модификациям, позволяющим поддерживать более сложные типы структур и, в первую очередь, сетевые их модификации.

Сетевая модель во многом подобна иерархической и отличается от нее только тем, что допускает несколько входных сегментов наряду с возможностью наличия сегментов без входов с точки зрения иерархической структуры. На рис. 2 представлен простой пример сетевой структуры, полученной на основе модификации иерархической топологии (рис. 2).

Рис. 2. Структура сетевой базы данных

Графическое отображение структуры связей сегментов такого типа моделей представляет собой сеть. Сегменты данных в сетевых базах данных могут иметь множественные связи с сегментами старшего уровня. В связи с тем, что в сетевых моделях имена и направление связей не так очевидны, как в иерархических моделях данных, они должны указываться при описании базы данных. В сетевых моделях данных любая запись старшего уровня может содержать данные, относящиеся к набору записей подчиненного уровня. Обращение к набору всех записей реализуется, начиная с записи старшего уровня. При этом нет необходимости, как это выполняется в иерархических моделях, осуществлять доступ к искомому набору записей через корневой сегмент. Обращение к данным возможно с любой точки доступа по связям.

Сетевые модели данных по сравнению с иерархическими являются более универсальным средством отображения во внутримашинной сфере структуры информации для разных предметных областей и это существенно расширяет сферу их применения. Достоинством сетевых моделей является отсутствие дублирования данных в различных элементах модели. Кроме того, технология работы с сетевыми моделями является более удобной, так как доступ к данным практически не имеет ограничений и возможен непосредственно к объекту любого уровня. Допустимы всевозможные запросы. Однако следует отметить, что ввиду сложности сетевых моделей, разработка СУБД на их основе предполагает использование опытных системных аналитиков и программистов. Кроме того, при использовании сетевых моделей более остро стоит проблема обеспечения сохранности информации в базе данных.

Реляционные модели данных отличаются от сетевых и иерархических простотой структур данных, удобным для пользователя табличным представлением и доступом к данным. Большинство современных баз данных в настоящее время разрабатываются на основе моделей подобного типа. Реляционную модель представления информации предложил в 1970 г. сотрудник фирмы IBM Эдгар Кодд. Данная модель позволяет выполнять все необходимые операции по запоминанию и поиску данных и обеспечивает целостность данных.

Модель основана на математическом понятии отношения, расширенном за счет значительного добавления специальной терминологии и развития соответствующей теории. В такой модели общая структура данных (отношений) может быть представлена в виде таблицы, в которой каждая строка значений (кортеж) соответствуют логической записи, а заголовки столбцов являются названиями полей (элементов) записи. Процедуры запоминания и поиска осуществляются с применением операций на множествах (объединение, пересечение, разность, произведение) и реляционных операций (выбрать, спроецировать, соединить, разделить). Отметим, что хотя реляционная модель и выглядит как совокупность связанных таблиц, но на физическом уровне данные хранятся в файлах, содержащих последовательности записей.

В реляционной модели каждому объекту предметной области соответствует одно или более отношений. При необходимости связь между объектами можно указать в явном виде. В такой связи (отношении) в качестве атрибутов указываются идентификаторы взаимосвязанных объектов. В реляционной модели объекты предметной области и связи между ними представляются одинаковыми конструкциями, что существенно упрощает модель.

Суть реляционной модели можно пояснить на следующем примере. Пусть в базе данных строительного предприятия имеются два файла: а) справочник железобетонных изделий; б) отчет о поставках изделий (рис. 3). Каждый из этих файлов содержит определенное число записей, состоящих из фиксированного числа полей (соответственно 4 и 4).

Рис. 3. Фрагмент реляционной модели базы данных

В данном фрагменте базы данных определены два отношения (файла), имеющие общий элемент значения поля Изделие. Операции реляционной алгебры могут объединить два типа записей по этому общему элементу. Например, в результате соединения запись ПС может представиться в следующем виде:

ПС <Объем (м3)><Расход арм. (кг)><Расход цем. (кг)>

<ЖБИ5><К-во><Дата поставки>….

Иначе говоря, к сведениям о изделии добавляются сведения о всех его поставках, имеющиеся в реляционной базе данных. Связь между записями допускается по нескольким полям, позволяя выполнять достаточно сложные манипуляции с данными. Поля данных, связывающих вместе две записи, могут быть уникальными для данной пары, но могут дублироваться и во многих других записях. Они могут повторяться неоднократно, связывая между собой записи. Аналогичным образом можно проиллюстрировать выполнение в реляционной модели операций проекции и селекции.

Чтобы не допустить потерь или искажения информации в реляционной базе данных необходим соответствующий контроль всех взаимосвязей записей. Этот контроль выполняется СУБД, которые в процессе работы постоянно пересчитывают число связей для каждой записи базы данных в прямом и обратном направлениях. При больших объемах баз данных осуществление такого контроля может потребовать существенных затрат машинного времени.

2. Практическое задание

В данной задаче для формирования базы данных используются следующие показатели:

Ф.И.О.;

Табельный номер;

Код подразделения;

Наименование подразделения;

Дата рождения;

Образование;

Должность;

Разряд;

Адрес

Кол-во детей;

Оклад;

Стаж;

Надбавка_1;

Ученое звание;

Надбавка_2.

На основе этих показателей целесообразно cформировать четыре связанные между собой таблицы:

Сотрудники;

Подразделения;

Стаж;

Ученое звание.

Рисунок 4. Таблица «Сотрудники»

Рисунок 5. Таблица «Подразделение»

Рисунок 6. Таблица «Стаж»

Рисунок 7. Таблица «Ученое звание»

Между таблицами можно установить следующие типы связей.

Рисунок 8. Схема данных

Заносим данные в созданные таблицы.

Рисунок 9. Содержимое таблицы «Сотрудники»

Рисунок 10. Содержимое таблицы «Подразделения»

Рисунок 11. Содержимое таблицы «Ученое звание»

Рисунок 12. Содержимое таблицы «Стаж»

Формируем 3 типа запроса:

получить список сотрудников, не имеющих надбавки за стаж;

получить список сотрудников кафедры естественных наук, рассчитав для них заработную плату с учетом оклада и установленных надбавок;

вывести список сотрудников кафедры иностранных языков, чей день рождения приходится на декабрь.

Запрос 1: запрос на выборку

С помощью Конструктора запросов сформируем запрос на выборку (рис. 10), извлекающий из таблиц созданной базы данных фамилии сотрудников, не имеющих надбавки за стаж и наименование подразделения, в котором они работают. Для этого используем поля «Ф.И.О.» и «Стаж» из таблицы Сотрудники, поле «Наименование подразделения» из таблицы Подразделения и поле «Надбавка_1» из таблицы Стаж. В качестве поля для Условия отбора используем «Надбавка_1», введем в Условия отбора значение «=0» и удалим флажок Вывод на экран, чтобы данное поле не выводилось в результирующей таблице.

Рисунок 13. Конструктор запроса на выборку сотрудников, не имеющих надбавки за стаж

Рисунок 14. Выборка по Запросу 1

Запрос 2: запрос на выборку с вычислением

С помощью Конструктора запросов сформируем запрос на выборку, извлекающий из таблиц созданной базы данных фамилии сотрудников кафедры естественных наук и подсчитаем для них заработную плату. Для выбора подразделения «Кафедра естественных наук» включим в запрос поле «Код подразделения» и для него в поле «Условие отбора» – код 13, соответствующий данной кафедре, и удалим флажок Вывод на экран, чтобы данное поле не выводилось в таблице. С помощью Построителя выражений в вычисляемое поле запишем: Выражение1:= [Сотрудники]! [Оклад] * (1 + [Стаж]! [Надбавка_1] + [Ученое звание]! [Надбавка_2]). Заменив «Выражение 1» на «Зарплата», получим Зарплата: = [Сотрудники]! [Оклад] * (1 + [Стаж]! [Надбавка_1] + [Ученое звание]! [Надбавка_2]). В свойствах поля установим Формат поля – Денежный.

Рисунок 15. Конструктор запроса на выборку сотрудников кафедры естественных наук с расчетом надбавок

Рисунок 16. Выборка по Запросу 2

Запрос 3: запрос на выборку с использованием шаблонов

С помощью Конструктора запросов сформируем запрос на выборку (рисунок 14), извлекающий из таблиц созданной базы данных фамилии сотрудников кафедры иностранных языков, чей день рождения приходится на декабрь, и наименование подразделения, в котором они работают.

Для этого используем поля «Ф.И.О.» и «Год рождения» из таблицы Сотрудники и поле «Наименование подразделения» из таблицы Подразделения. В строку «Условия отбора» введем значение: LIKE «*12*». Знак * заменяет значения числа в месяце и года рождения. Для выбора подразделения «Кафедра иностранных языков» включим в запрос поле «Код подразделения» и для него в поле «Условие отбора» – код 14, соответствующий данной кафедре, и удалим флажок Вывод на экран.

Рисунок 17. Конструктор запроса на выборку сотрудников кафедры иностранных языков, чей день рождения приходится на декабрь

Рисунок 18. Выборка по Запросу 3

Формируем отчет с помощью конструктора отчетов

Рисунок 19. Конструктор отчетов на основе Запроса 2

Рисунок 20. Отчет на основе Запроса 2

Список литературы

Абрамов А.А., Шуремов Е.Л., Афанасьев С.Б. Модели и методы компьютерного учёта и анализа производственно-коммерческой деятельности. Научно-практическое издание. 2005. – 195 с.

Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник / Под ред. Г.А. Титоренко. – М., 2003. – 399 с. – Гриф МО «Рекомендовано».

Гринберг А.С. Информационные технологии моделирования процессов управления экономикой: Учебное пособие / А.С. Гринберг, В.М. Шестаков. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 399 с.

Кравченко Т.К. Инфокоммуникационные технологии управления предприятием: Учебное пособие / Т.К. Кравченко, В.Ф. Пресняков. – М., 2003. – 272 с.

Козырев А.А. Информационные технологии в экономике и управлении: Учебник / А.А. Козырев. – 2-е изд. – СПб.: Издательство Михайлова В.А., 2001. – 360 с.

Саак А.Э. Информационные технологии управления [Текст]: [учебник для вузов] / А.Э. Саак, Е.В. Пахомов, В.Н. Тюшняков. – СПб. [и др.]: Питер, 2005. – 320 с.