TEORETICKÉ ZÁKLADY PROJEKTOVÁNÍ IS CÍLE PŘEDMĚTU • Cílem předmětu je seznámit posluchače s teoretickými základy informačních systému, se základními principy fungování IS. • Pozornost je také věnována analýze, projektování a zabezpečení IS. Na konci tohoto kurzu bude student schopen: porozumět a vysvětlit základní principy teorie systému; vytvořit projektový úkol a navrhnout IS. SYLABUS • 1. Konceptuální model informačního systému • definice IS, popis modelu, vstupy, výstupy, transformace, jaké informace zpracovává IS, problémy řešené IS, data, informace, konvertibilita a kompatibilita systému. • 2. Agendové zpracování a řešení nedostatků • závislost dat a programů, problémy agendového zpracování, poučení z agendového zpracování (SŘBD). SYLABUS • 3. Základní terminologie databáze • Data, datové typy, záznam, model, relační model, databázové modely, SŘBD, aplikační úloha, databáze, databázové modely, SQL, architektura databází, distribuované databáze. • 4. Relační modely • Využití, terminologie instance, entita, rekurzivní vztahy, entitní typ, vztahový typ, slabý entitní typ, klíče (unikátní, primární, cizí, duplicitní). SYLABUS • 5. SQL a transakce • Definice, využití, historický vývoj, deklarativní jazyky, příkazy jazyka, transakce, bod potvrzení, žurnálový soubor. • 6. Metodiky, metody, techniky, nástroje • Životní cykly vývoje IS, prostředky pro boj se složitostí vývoje IS, princip abstrakce a konkretizace, princip rozlišovacích úrovní, princip tří architektur, principy modelování. • 7. Druhy přístupu k analýze a návrhu IS • Strukturovaný přístup (vznik, hlavní aspekty vyvíjeného IS, modely), Objektově orientovaný přístup (vznik, vizuální modelování, charakteristika přístupu, rozdíl oproti strukturovanému přístupu, objekty, UML, modely). SYLABUS • 8. Vývojová klasifikace IS • Transakční systém, Manažerské IS, Systémy pro podporu rozhodování, Expertní systémy, Systémy pro vrcholové řízení, Průzkumové IS, Dokumentografické IS, Faktografické systémy, Geografické systémy, Systémy na přímé řízení technologických procesů, dělení IS dle jejich vztahu k systému řízení. • 9. Agilní metodiky a techniky • Charakteristické vlastnosti agilních metodik, historie agilních metodik a jejich příklady, přínosy, principy, SCRUM metoda řízení agilního vývoje (sprint, baclog item, role v týmu, eventy, denní scrum). SYLABUS • 10. Podnikový IS • Prvky systému, typy IS, definice PIS, CRM, SCM, BI, IS jako podpora řídících a administrativních funkcí včetně příkladů, IS jako podpora činností a služeb organizace včetně příkladů. • 11. ERP - Enterprise Resource Planning systémy • Definice ERP, modularita IS, přínosy nasazení, požadavky na funkcionalitu, historie ERP (MRP, MRPII, APS, ERP II), typy ERP a příklady, trendy ve vývoji ERP. SZZK • Automatizované informační systémy – vymezení pojmů data, databáze, datové typy, konceptuální model IS, databázové modely, ER diagramy, architektura databázových systémů, Systém řízení báze dat, aplikační úloha. • Podnikové informační systémy – prvky IS, typy IS (transakční, manažerské, expertní, systémy pro podporu rozhodování, podnikové, dokumentografické a faktografické systémy) a jejich využití v organizacích, dělení IS dle jejich vztahu k systému řízení. DOPORUČENÁ LITERATURA • KIMLIČKA, Š. Princípy informačných systémov. Bratislava : STK, 2006. NĚMEC, F., ČEMERKOVÁ, Š. Teorie systémů. Karviná: OPF SU, 1997. ISBN 80-85879-64-6. • KIMLIČKA, Štefan. Informačné systémy: teoretické východiská, princípy, metódy projektovania. Martin: Slovenská národná knižnica, 2006. ISBN 80-89023-88-6. • JANČAROVÁ, V., ROSICKÝ, A. Úvod do systémových věd. Praha : VŠE, 1992. • MOLNÁR, Zdeněk. Podnikové informační systémy. Praha: ČVUT, 2009. 195 s. DOPORUČENÁ LITERATURA Podniková informatika : počítačové aplikace v podnikové a mezipodnikové praxi / Libor Gála, Jan Pour, Zuzana Šedivá. -- 3., aktualizované vydání. -- Praha : Grada Publishing, 2015. Projektování informačních systémů I : strukturovaný a objektivní přístup / Dušan Kajzar, Ivan Polášek. -- Vyd. 1. -- Opava : Slezská univerzita, Filozoficko-přírodovědecká fakulta, 2003. Tvorba informačních systémů. II , proces vývoje informačního systému / Dušan Kajzar. -- Opava : Slezská univerzita. Filozoficko-přírodovědecká fakulta, Ústav informatiky, 2005. PODMÍNKY ÚSPĚŠNÉHO UKONČENÍ • Písemná zkouška v rozsahu státnicových otázek • Průběžné plnění zadaných úkolů ORGANIZACE SEMESTRU • Předtočené přednášky (zveřejněno ve středu) • Někdy úkoly místo přednášky • Konzultace učiva v době narozvrhované výuky (pátek 11:25-13:00) • Prezentace úkolů přes online nebo formou videa SKYPE: michaela-mrazova@email.cz FB: Mejša Mrázová Google Meet: mm.michaelamrazova@gmail.com ÚVOD DO PROBLEMATIKY CHARAKTERISTIKA IS • systém umožnující komunikaci a transformaci informací - časově, prostorově i formou tak, aby informace byly lépe využity než v původním stavu • systém, který přidává hodnotu k zpracovávaným či komunikovaným informacím • speciální typ komunikačního média, jehož cílem je odstranit bariéry v přístupu k informacím CHARAKTERISTIKA IS • účelové uspořádání vztahu a informačních toků mezi informačními zdroji, lidmi a technologickými prostředky spolu s procesy zpracování a komunikace informací • model reálného světa, jehož základními prvky jsou informace • HW+SW+DATA  lidé + procesy (sběr, zpracování a šíření informací) = plánování, rozhodování a řízení CHARAKTERISTIKA IS • Programy, které jsou součástí IS běží na serveru, nikoli na PC uživatele • Komunikace se serverem probíhá na dálku • Přístup k serveru pomocí zařízení (mobil, PC, …) CHARAKTERISTIKA IS - MOLNÁR • Informační systém je soubor lidí, technických prostředků a metod (programů), zabezpečujících sběr, přenos, zpracování, uchování dat, za účelem prezentace informací pro potřeby uživatelů činných v systémech řízení. INFORMACE ZPRACOVÁVANÉ IS • strukturovaná data popisující neprostorové objekty (záznamy v databázích, souborech a pod.) ─ numerické a nenumerické • strukturovaná data popisující prostorové objekty ve formě souřadnic (geografické informační systémy) ─ převážně numerická data • nestrukturovaná data (volné texty, záznamy rozhovorů a pod.) • metadata (popis dat pomocí SGML jazyků ─ HTML, XML, struktury typu MARC, Dublin Core a pod.), které jsou často spojené s nestrukturovanými daty (plné texty dokumentů typu článek, zpráva, kniha, ...) nebo obrázky, mapami, schématy, multimediálními dokumenty atd. TERMINOLOGIE DATABÁZE • Množina datových souboru, uchovávajících data o nějakém uceleném úseku reality • Pevná struktura záznamů • Propojení pomocí klíčů • Data - SŘBD SYSTÉM ŘÍZENÍ BÁZE DAT • SŘBD (DBMS) • SW • Práce s databází • souhrn procedur a datových struktur, které zajišťují nezávislost databázových aplikací na detailech vytváření, výběru, uchování, modifikaci a zabezpečení ochrany databází na fyzických paměťových strukturách počítače SYSTÉM ŘÍZENÍ BÁZE DAT • Rozhraní mezi aplikacemi a uloženými daty • Vkládání, modifikace, mazání dat • Správa klíčů • Tvorba formulářů (vstupních obrazovek) • Reporty • Maria DB, Microsoft SQL server, Orale, PostgreSQL, MySQL DATA • Údaje, které mají vypovídající schopnost • 1, 0 • Různé uspořádání (tabulka, graf, zvuk, obrázek) • jsou obvykle rozdělena na dílčí údaje (atributy) o dané množině objektů (entit), na základě nichž lze získat určitou informaci, která může vést k rozhodovacímu procesu • Využitá data = informace ENTITA • Objekt reálného světa zachycený v datovém modelu • Prvek systému • Atribut = vlastnost entity ZÁZNAM • souhrn údajů (atributů) o dané části objektu, které jsou uloženy v položkách (polích) charakterizovaných názvem a datovým typem • Řádek v databázové tabulce DATOVÉ TYPY • Textový typ - textový řetězec, zpravidla do max. délky 255 znaků. • Číselné typy - pro uložení celých a reálných čísel s pevnou i plovoucí desetinnou tečkou. • Logický typ - slouží k uložení logické hodnoty Ano/Ne (True/False, Yes/No). • Memo - pro uložení textu proměnné délky. • Datumový typ - pro uložení datumových a časových hodnot. APLIKAČNÍ ÚLOHA • nad SŘBD • konkrétní program napsaný pomocí programových prostředku použitého SŘBD nad konkrétní databází DATABÁZOVÉ MODELY DATABÁZOVÉ MODELY • Způsob uložení dat v databázi • Hierarchický • Síťový • Relační • Objektový HIERARCHICKÝ MODEL DAT • stromová struktura • vzájemný vztah mezi záznamy je typu rodič/potomek • vyžaduje navigaci přes záznamy směrem na potomka, zpět na rodiče nebo do strany na dalšího potomka • složitá operace vkládání a rušení záznamů • v některých případech i nepřirozená organizace dat HIERARCHICKÝ MODEL DAT VÝHODY: • Řeší snadno a rychle vztahy 1:N • Nezáleží na fyzické struktuře dat NEVÝHODY: • Problémy při řešení vztahů M:N • Problémy při změně struktury dat SÍŤOVÝ MODEL DAT • Zobecnění hierarchického modelu, který doplňuje o mnohonásobné vztahy (sety) • Tyto sety propojují záznamy různého či stejného typu • spojení může být realizováno na jeden nebo více záznamů • přístup k propojeným záznamům je přímý bez dalšího vyhledávání SÍŤOVÝ MODEL DAT VÝHODY: • Řeší snadno a rychle vztahy 1:N i M:N • Nezáleží na fyzické struktuře dat • Rychlé vyhledávání NEVÝHODY: • Problémy při změně struktury dat RELAČNÍ MODEL DAT • nejmladší a zároveň nejpoužívanější • 1970 byl popsán Dr. Coddem • využíván u komerčních SŘBD • Jednoduchá struktura • data jsou organizována v tabulkách, které se skládají z řádků a sloupců. • databázové operace VZTAHY MEZI ENTITAMI (RELACE) 1:1 V relaci 1:1 odpovídá jednomu záznamu v první tabulce maximálně jeden záznam v druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v druhé tabulce maximálně jeden záznam v první tabulce. VZTAHY MEZI ENTITAMI (RELACE) 1:N V relaci 1:N odpovídá jednomu záznamu v první tabulce žádný, jeden nebo více záznamů v druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v druhé tabulce maximálně jeden záznam v první tabulce. VZTAHY MEZI ENTITAMI (RELACE) N:N V relaci N:N odpovídá jednomu záznamu v první tabulce žádný, jeden nebo více záznamů v druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v druhé tabulce žádný, jeden nebo více záznamů v první tabulce. Chcete-li vyjádřit relaci typu N:N, musíte vytvořit třetí tabulku, která se často nazývá spojená tabulka, jež rozdělí relaci typu N:N na dvě relace typu 1:N. Primární klíč z těchto dvou tabulek vložíte do třetí tabulky. Výsledkem je, že třetí tabulka zaznamená každý výskyt nebo instanci relace RELAČNÍ DATABÁZOVÝ MODEL • Název relace, sloupce, názvy, domény  struktura tabulky • Relace = výsledek dotazu (tabulka) • Kolekce více tabulek, jejich funkčních vztahů, indexů  relační databáze • Reprezentace zpracovávaných dat, zpracování vazeb • SQL • Využíván v SŘBD RELAČNÍ DATABÁZOVÝ MODEL • Dr. Codd – požadavky na vlastnosti systému 1. Databáze je chápana uživatelem jako množina relací a nic jiného. 2. V relačním SŘBD jsou k dispozici minimálně operace selekce, projekce a spojení, aniž by se vyžadovaly explicitně předdefinované přístupové cesty pro realizaci těchto operací. 12 PRAVIDEL PRO RELAČNÍ SŘBD Dále definoval Dr. Codd dalších 12 pravidel pro relační SŘBD: 1) Informační pravidlo Všechny informace v relační databázi jsou vyjádřeny explicitně na logické úrovni jediným způsobem - hodnotami v tabulkách. 2) Pravidlo jistoty Všechna data v relační databázi jsou zaručeně přístupná kombinací jména tabulky s hodnotami primárního klíce a jménem sloupce. 12 PRAVIDEL PRO RELAČNÍ SŘBD 3) Systematické zpracování nulových hodnot Nulové hodnoty jsou plně podporovány relačním SŘBD pro reprezentaci informace, která není definována a to nezávisle na datovém typu. 4) Dynamický on-line katalog založený na relačním modelu Popis databáze je vyjádřen na logické úrovni stejným způsobem jako zákaznická data, takže autorizovaný uživatel muže aplikovat stejný relační jazyk ke svému dotazu jako uživatel pri práci s daty. 12 PRAVIDEL PRO RELAČNÍ SŘBD 5) Obsáhlý datový podjazyk Relační systém muže podporovat několik jazyků a různých módu použitých při provozu terminálu. Nicméně musí být nejméně jeden příkazový jazyk s dobře definovanou syntaxí, který obsáhle podporuje definici dat, definici pohledů, manipulaci s daty jak interaktivně, tak programem, integritní omezení, autorizovaný přístup k databázi, transakční příkazy apod. 6) Pravidlo vytvoření pohledů Všechny pohledy, které jsou teoreticky možné, jsou také systémem vytvořitelné. 12 PRAVIDEL PRO RELAČNÍ SŘBD 7) Schopnost vkládání, vytvoření a mazání Schopnost zachování relačních pravidel u základních i odvozených relací je zachována nejen při pohledu na data, ale i při operacích průniku, přidání a mazání dat. 8) Fyzická datová nezávislost Aplikační programy jsou nezávislé na fyzické datové struktuře. 12 PRAVIDEL PRO RELAČNÍ SŘBD 9) Logická datová nezávislost Aplikační programy jsou nezávislé na změnách v logické struktuře databázového souboru. 10) Integritní nezávislost Integritní omezení se musí dát definovat prostředky relační databáze nebo jejím jazykem a musí být schopna uložení v katalogu a nikoliv v aplikačním programu. 12 PRAVIDEL PRO RELAČNÍ SŘBD 11) Nezávislost distribuce Relační SŘBD musí být schopny implementace na jiných počítačových architekturách. 12) Pravidlo přístupu do databáze Jestliže má relační systém jazyk nízké úrovně, pak tato úroveň nemůže být použita k vytváření integritních omezení a je nutno vyjádřit se v relačním jazyce vyšší úrovně. OBJEKTOVÝ MODEL DAT • Objektově orientovaný přístup  Objekt – datová struktura definovaná jako třída s určitými vlastnostmi a metodami  Komunikace mezi objekty probíhá pomocí zpráv  Výhody ◦ Nejen statické, ale i dynamické chování objektů ◦ Možné vytváření složitějších objektů ◦ Snadnější zadávání dotazů ERM • Entitně relační (vztahový) model • Entita = prvek systému • abstraktní a konceptuální znázornění dat • ER diagramy • Analýza požadavků, popis informační portřeby, návrh IS SCHÉMA ENTITNĚ RELAČNÍHO MODELU POSTUP VYTVÁŘENÍ ER MODELU 1. Určení typu entit - zvolení množiny objektů stejného typu - např. Objednávka, Zaměstnanec, Výrobek 2. Určení typů relací - vztahů, do kterých mohou příslušné entity vstupovat - např. objednávka obsahuje výrobek 3. Určení atributů - přiřazení jednotlivým entitám a vztahům - např. Objednávka (číslo, datum, …) 4. Určení integritních omezení - zpřesnění navrženého modelu - např. atribut datum je datového typu Datum a čas NÁSTROJE PRO VYTVÁŘENÍ ER DIAGRAMŮ • MS Visio • MS Project • Enterprise Architect KONCEPTUÁLNÍ MODEL IS • Model - souhrn pravidel pro reprezentaci logické organizace dat v databázi • hierarchický, síťový, relační, objektový • Formalizovaný popis zájmové reality • Popisuje fakta o reálném světě, která jsou v čase neměnná nebo se mění pouze málo • Nejedná se o popis dat v počítači KONCEPTUÁLNÍ MODEL • Slouží k popisu dat v databázi nezávisle na jejich fyzickém uložení • Umožňuje zobrazit a popsat objekty v databázi a vztahy mezi nimi z hlediska jejich významu a chování • Výsledkem je implementačně nezávislé schéma obecně aplikovatelné v jakémkoli prostředí • Znázorňuje se v podobě ER diagramu, který definuje entity (třídy prvků), jejich atributy a relace (vztahy) mezi nimi ZÁKLADNÍ KONCEPTUÁLNÍ MODEL IS TERMINOLOGIE – ER DIAGRAMY ENTITNÍ TYP • Reprezentuje třídu entit • Má nějaké atributy, popř. identifikátory VZTAHOVÝ TYP • Vztahy mezi entitami • Povinné či nepovinné členství ve vztahu • Binární, n-nární ÚKOL