6. Obrada podataka
U posljednjih četrdesetak godina razvijene su nove i dinamičke aktivnosti u: nacrtima, operacijama i upravljanju informacijskim sustavima utemeljenim na uporabi kompjutora. Dok su mnoge organizacijske aktivnosti i resursi dugo bili usmjereni na prikupljanje i obradu dokumenata, prodor kompjutora umnogome je proširio mogućnosti obrade informacija. Informacijski sustavi utemeljeni na uporabi kompjutora utjecali su na radne organizacije svih vrsta i veličina. Neke su organizacije imale vlastite kompjutorske sustave, a druge su unajmljivale kompjutorsku opremu.
Poduzeća i ustanove s vlastitom kompjutorskom opremom cine većinu korisnika računala i većina ih ima vlastite odjele za nacrt, operiranje i upravljanje informacijskim sustavima utemeljenim na uporabi kompjutora.
6.1. Pojam, struktura i vrste informacijskih sustava
Što je informacijski sustav? Za naše potrebe informacijski sustav može se definirati kao skup organiziranih postupaka koji daju željeni izlaz. Informacija je neka stvarna ili nestvarna jedinka koja smanjuje neizvjesnost o budućem stanju ili događaju. Na primjer, informacija o tome da će sutra biti lijepo vrijeme smanjuje našu neizvjesnost o tome hoće li biti održano košarkaško natjecanje na školskom igralištu.
Tko rabi informacijske sustave? Postoje mnogi primjeri informacijskih sustava i različite vrste njihovih korisnika. Dakako, informacijski sustav ne mora biti utemeljen na uporabi kompjutorskih sustava, ali se danas, govoreci o informacijskim sustavima, ne može zaobići njihovo ustrojenje na kompjutoru, jer ih upravo kompjutor čini automatiziranim (u procesu prikupljanja i raspodjele informacija) i efikasnim (u smislu brzine i točnosti obavljanja postavljenih zadataka).
Mnogi informacijski sustavi utemeljeni na uporabi kompjutora rade unutar radnih organizacija različitih vrsta djelatnosti. Zaposleni u tim organizacijama istodobno su i korisnici i proizvodaci informacijskih sustava. Nije nužno da korisnik informacijskog sustava bude stručnjak za kompjutore ili, općenito, za informatiku. Ali korisnici trebaju biti osposobljeni da iskažu svoje informacijske zahtjeve, a opća znanja o kompjutorima, o prirodi informacija i njihovoj uporabi u razlicitim upravljačkim funkcijama mogu im znatno olakšati obavljanje njihovih poslova i zadataka.
6.1.1. Struktura informacijskih sustava
Informacijski sustav u konačnoj izvedbi nije apstraktno sredstvo niti postupak, nego, naprotiv, materijalizirani, sistematizirani, organizirani i primjenjivi skup hardvera, softvera, procedura, baze podataka i operativne posade.
Hardver cini tehničku podršku informacijskog sustava. To je kompjutorska oprema uz dodatak drugih uređaja (za napajanje, na primjer).
Pod softverom se razumijeva programska podrška informacijskog sustava. Općenito se softver definira kao skup programa za upravljanje hardverskim operacijama. Na svakom kompjutorskom sustavu postoje dvije vrste softvera: sistemski i aplikativni.
Baze podataka sadrže sve potrebne podatke koji putem aplikativnog softvera služe kao informacijska podrška korisnika. Baza podataka sastoji se od jedne ili više datoteka smještenih na vanjskoj memoriji. Podaci su u bazi uređeni na temelju definiranoga logičkog modela.
Procedure su skupovi instrukcija napisanih nekim jezikom za programiranje. Njima je određen redoslijed skupa operacija (aritmetičkih, logičkih, upravljačkih, ulazno-izlaznih itd.). Na razini informacijskog sustava razlikujemo četiri vrste procedura: programe za obradu podataka, korisničke instrukcije (upute) za uporabu aplikacija i interpretaciju rezultata, instrukcije za pripremu podataka (osoblju za pripremu) koji se obrađuju i operativne instrukcije za vođenje aplikacija (operatorima za obradu).
Operativnu posadu čine operatori za pripremu, unos i obradu podataka, sistem analitičari, programeri, administratori (baza) podataka, projektanti, voditelji informacijskih sustava i dr.
6.1.2. Vrste informacijskih sustava
Informacijski sustavi ne rade neovisno o organizaciji ustanove ili poduzeća, oni postoje upravo za podršku organizacijskim procesima, za postizanje organizacijskih ciljeva. Zato se informacijski sustavi često nazivaju sustavima za podršku. Ovisno o funkcijama organizacije koju podržavaju, obično razlikujemo sljedeće vrste informacijskih sustava za:
• podršku izvođenju obrada
• poslovnu podršku
• podršku izvršavanju operacija
• podršku upravljanju
• podršku odlučivanju
• podršku strateškom planiranju
Pitanja i zadaci
1. Što je informacijski sustav?
2. Definiraj strukturu informacijskog sustava,
3. Koje vrste informacijskih sustava poznaješ?
U dvadesetom stoljeću proizvedena su dva glavna sustava za obradu podataka. Obrada podataka na bušenim karticama, s prvim začecima u SAD još 1890. godine, temeljila se na uporabi različitih elektromehaničkih uredaja. Imala je primarno značenje u obradi podataka u prvoj polovici dvadesetog stoljeća i zadržala se, u manjem opsegu, do danas. Elektronička obrada podataka datira od kraja četrdesetih godina dvadesetog stoljeća i prošla je kroz nekoliko faza razvoja ili generacija. Nakon pojave relativno jeftinih mikrokompjutora obrada podataka uporabom bušenih kartica praktično je istisnuta. Usprkos različitim pristupima obradi podataka u različitim vremenskim razdobljima, postoje općeniti koncepti koji vrijede za oba načina obrade podataka.
6.2.1. Definicija obrade podataka
Podaci su skup činjenica, poput imena i adresa učenika, ocjena iz pojedinih predmeta, rezultata testa ili vremenskih izvještaja. Čak se i fotografije ili zemljopisne karte mogu smatrati podacima. Podaci mogu biti
• brojčani, npr. brojevi telefona
• nebrojčani, npr. imena i prezimena
• kombinacije brojčanih i nebrojčanih činjenica, npr. registarski brojevi vozila.
Obrada podataka jest manipuliranje podacima radi dobivanja uporabljivih oblika. Obrada podataka obuhvaća ne samo brojčana izračunavanja već i postupke kao što su klasifikacija podataka ili njihovo premještanje s jednog mjesta na drugo. Općenito se pretpostavlja da takve operacije obavlja neka vrsta stroja (kompjutor), bez obzira na to što neki postupci mogu biti obavljeni ručno.
U nekim stručnim tekstovima postoji razlika izmedu termina "podatak" i "informacija", uz definiranje informacije kao obrade podataka. Mi ćemo te dvije riječi, u ovom poglavlju, upotrebljavati u istom značenju.
6.22. Ciklus obrade podataka
Obrada podataka sastoji se od tri temeljna koraka: ulaza, obrade i izlaza. Ta tri koraka međusobno su povezana kao što je prikazano na crtežu i čine ciklus obrade podataka.
Slika 6.1. Ciklus obrade podataka
- Ulaz
U tom se koraku inicijalni ili ulazni podaci u nekom prikladnom obliku pripremaju za obradu. Oblik podataka ovisi o stroju za obradu. Na primjer, ako se obrađuju elektromehaničkim uredajem, ulazni ce podaci biti ubušeni na kartice, ali ako se podaci obrađuju elektroničkim kompjutorima, ulazni ce podaci biti pripremljeni na nekoj od vrsta ulaznih medija, npr. karticama, vrpcama, disketama itd.
- Obrada
U procesu obrade ulazni se podaci mijenjaju ili se najčešće kombiniraju s drugim informacijama da bi se dobili podaci u prikladnom obliku. Tako se, na primjer, prosječna ocjena iz jednog predmeta izračunava zbrojem svih dobivenih ocjena i dijeljenjem s brojem učenika, a pregled prodanih artikala u jednom mjesecu dobiva se zbrojem prodaje po danima.
- Izlaz
Na izlazu su skupljeni svi rezultati obrade podataka. Pojedinačni oblik izlaza ovisi o uporabi podataka. Na primjer, podaci o ulazu robe u jednom tjednu bit ce zbrojeni i prikazani ili će, jednostavno, biti zapamćeni za daljnju obradu.
Primjer 1.
Ocjenu iz svog predmeta u jednom polugodištu nastavnik daje na temelju ocjena triju pismenih zadaća i završnog ispita. Na kraju polugodišta treba biti obrađen rezultat svih učenika jednog razreda i uređena lista uspjeha dostavljena upravi škole. Ulazni podaci su prezimena i imena učenika te njihovi bodovi. Obično su zapisani u razrednoj knjizi, uz abecedni popis prezimena učenika. Nastavnik obrađuje ulazne podatke i izračunava konačni broj bodova za svakog učenika: prosječnom broju bodova triju pismenih zadaća pribraja bodove sa završnog ispita, dobiveni rezultat dijeli s dva (jer bodovi završnog ispita imaju 50% udjela u konačnom broju bodova) i zaokružuje ga na cijeli broj - konačni broj bodova. Svakom učeniku pridružuje se broj od jedan nadalje, koji odreduje njegov položaj na uređenoj listi uspjeha. Izlazni podaci sadrže prezimena i imena učenika te broj njegova položaja. Spisak je abecedno ureden.
6.2.3. Prošireni ciklus obrade podataka
Često je ciklus obrade podataka proširen još trima koracima: prikupljanjem, pohranjivanjem i raspodjelom podataka;
Slika 6.2. Prošireni ciklus obrade podataka
- Prikupljanje podataka
Taj se korak odnosi na proces prikupljanja izvornih podataka. Izvorni zapis podataka naziva se izvornim dokumentom. Na primjer, izvorni je dokument uspjeha učenika lista uspjeha. Primijetimo da se u slučaju bilo kakvog pitanja o uspjehu nekog studenta na listi uspjeha može vratiti na druge izvorne dokumente - zadaće, ako je potrebna provjera korektnosti postupka pregledavanja.
- Raspodjela podataka
Postupak obuhvaća raspodjelu izlaznih podataka. Zapisivanje izlaznih podataka često se naziva izvještajnim dokumentom. Na primjer, izvještajni dokument primjera 6.1. jest pregled rang-lista učenika prema uspjehu. Povratak na prvi korak (prikupljanje), sl. 6.2, pokazuje da izvještajni dokumenti mogu postati izvorni dokumenti za daljnju obradu.
- Pohrana podataka
Taj je korak presudan za mnoge postupke obrade podataka. Rezultati te obrade učestalo se smještaju u memoriju da bi mogli služiti kao ulazni podaci za daljnju obradu. Dvostruko usmjerena strelica izmedu obrade i pohrane podataka na prethodnom crtežu prikazuje interakciju izmedu ta dva koraka. Ujedinjen skup podataka u memoriji naziva se datotekom. Obično se sastoji od kolekcije zapisa, pri čemu zapis sadrži istovjetne tipove podataka. Kolekcija datoteka koje su u određenom odnosu zove se baza podataka.
Primjer 2
Mnoge institucije na Zapadu vode glavnu platnu listu - datoteku koja sadrži platne liste namještenika kao zapise. Pojedinačni podaci zapisa sadrže osnovne podatke o službenicima: prezime i ime, matični broj, iznos plaće za sat rada, zaradu po datumima i odbitke po datumima. Datoteka se upotrebljava zajedno s karticama u kojima je upisano vrijeme provedeno na radnom mjestu da bi se izračunala tjedna plaća. Na sljedećem crtežu prikazan je (prošireni) ciklus obrade.
6.2.4. Operacije obrade podataka
Obrada se sastoji od nekoliko temeljnih operacija izvršenih nekim redoslijedom, a ne nužno redoslijedom koji ćemo opisati. Operacije obrade su: zapisivanje, kopiranje, provjera, klasificiranje, uređivanje (sortiranje), spajanje, izračunavanje, pretraživanje i sažimanje te prikaz rezultata.
Zapisivanje se odnosi na prenošenje podataka u neki prikladni oblik ili dokument. Ne primjenjuje se samo pri prikupljanju podataka (u izvornom dokumentu) i u fazi raspodjele podataka (u izvještajnom dokumentu) vec i u ciklusu obrade.
Primjer 3
Nastavnik zapisuje ocjene učenika u razrednu knjigu. Na kraju polugodišta izračunava konačnu ocjenu (kao prosjek svih ocjena) i upisuje je također u razrednu knjigu. Od tajnika škole dobiva listu uspjeha i u nju upisuje konacne ocjene svih ucenika. Potom tajnik upisuje sve liste uspjeha u glavnu datoteku.
Uspjeh svakog učenika u glavnoj datoteci upisuje se u svjedodžbu i dostavlja svakom učeniku.
- Kopiranje podataka
Taj postupak označava reproduciranje podataka u mnogo oblika ili dokumenata. Kopiranje može biti učinjeno dok se podaci upisuju ručno ili može biti obavljeno kasnije, strojno. Na primjer, netko može napisati izvještaj pisaćim strojem i kopirati ga pomocu indiga ili strojno, na stroju za kopiranje.
- Provjera podataka
Budući da je zapisivanje najčešće ručno, važno je provjeriti ulazne podatke i ukloniti eventualne pogreške.
- Klasificiranje podataka
Tom se operacijom podaci odvajaju u različite kategorije. Klasificiranje se najčešće provodi na osnovi nekoliko kriterija. Na primjer, studenti mogu biti klasificirani prema spolu, usmjerenju ili godini.
- Sortiranje podataka
Svrstavanje podataka u specifičan red naziva se sortiranjem. Postupak je čest i u svakodnevnom življenju. Imena u telefonskom imeniku sortirana su abecednim redom, vozila su svrstana prema registarskim oznakama, stanovnici po matičnim brojevima itd. U tim slučajevima sortirani su neklasificirani podaci. Sortiranje može biti provedeno i poslije klasificiranja. Na primjer, podaci o studentima mogu biti najprije sortirani po godini školovanja, potom abecedno unutar jedne godine školovanja. Zapisi često mogu biti sortirani na više načina. Jedinični podatak kojim se utvrđuje sortiranje naziva se ključ.
Primjer 4
Pretpostavimo da se datoteka rezervnih automobilskih dijelova sastoji od zapisa koji sadrže identifikaciju, šifru, naziv i cijenu dijelova. Ako je datoteka sortirana prema identifikaciji, tada je identifikacija (cijeli broj) ključ, ali ako je datoteka sortirana prema šiframa, tada je šifra ključ, itd.
- Spajanje podataka
Postupak obuhvaća dva ili više skupova podataka sortiranih po istom ključu i spaja ih u jedan skup sortiranih podataka. Na sljedećem crtežu prikazan je glavni postupak (pravilo) spajanja. Dva sortirana skupa kartica bit će spojena u jedan, pri čemu se u svakom koraku postupka bira kartica s najnižim brojem (ako se u postupku naičđe na jednak broj, dodatno pravilo određuje koja će kartica biti premještena u konačni skup). Kad se jedan skup isprazni, preostale kartice drugog skupa dodaju se na kraj konačnog skupa.
Spajanje
- Izračunavanje
Postupak se provodi samo s brojčanim podacima.
- Pretraživanje
Operacijom pretraživanja u uređenoj se kolekciji podataka pronalazi specifičan podatak.
Primjer 5.
Trgovina robe široke potrošnje daje popust svojim kupcima ovisno o ukupnoj vrijednosti kupljene robe prema sljedećoj tablici:
Iznos po artiklima dobiva se množenjem količine robe jediničnom cijenom. Ukupni iznos dobiva se zbrojem iznosa po artiklima. Potom se pretražuje tablica, određuje postotak popusta, izračunava popust u dinarima i odbija od prvotnog iznosa. Svi će podaci biti predočeni kupcu na izlaznom računu.
- Rezimiranje i ispisivanje izvještaja
Tim se postupkom sažima grupa podataka, a određeni zaključci izlažu u pojednostavljenom, jasnom obliku. Na primjer, petnaestodnevni se promet trgovine automobilskim dijelovima sažima u pregled ukupnog utrška, dobiti i poreza.
Pitanja i zadaci
1. Koja je osnovna razlika izmedu obrade podataka bušenjem kartica i elektroničke obrade?
2. Navedi primjere obrade podataka bez brojčanih izračunavanja.
3. Opiši odnos, ako postoji, izmedu slogova, datoteka, pojedinačnih podataka i baze podataka.
Izvorni dokumenti mogu biti bilo koje duljine i oblika, mogu biti napisani rukom, pisaćim strojem, snimljeni na magnetnoj vrpci itd. Obično se podaci na izvornim dokumentima upisuju na standardne medije (npr. disketa) da bi bili učitani u kompjutor. Dakle, podaci koji trebaju biti obrađeni istovremeno trebaju biti pohranjeni na takav način da budu pristupačni kompjutoru.
6.3.1. Znakovi
Najmanja jedinka informacije koja se obrađuje jest znak. Skup znakova na kompjutorima dijelimo na
• slova (A, B,..., a, b,...)
• brojke (0,1,...) i
• posebne znakove (+, -, *, ...). Skupu posebnih znakova pripada i razmak (blank).
6.3.2. Organizacija podataka
Znakovi se kombiniraju u jedinke podataka kao što su brojevi, imena, adrese itd. Skup jedinki podataka koji su u određenom odnosu i promatraju se kao cjelina naziva se slog (rekord ili zapis), a kolekciju istovrsnih slogova nazivamo datotekom. Konačno, strukturirani skup datoteka (datoteka povezanih određenim odnosima) nazivamo bazom podataka.
Primjer 6.
(a) Jedan slog može sadržavati prezime i ime učenika, matični broj i završnu ocjenu. (b) Drugi slog može imati strukturu: registarska oznaka vozila, tip, broj šasije, broj motora, godina proizvodnje, radni volumen, snaga i boja karoserije.
- Vrste slogova
Slogovi se dijele u tri kategorije: glavne, detaljne i sumarne.
Glavni slogovi sadrže podatke koji su relativno stalni (nepromjenjivi), npr. prezime, ime, adresu, spol, matični broj i godinu rođenja studenata. Datoteka glavnih slogova naziva se glavna datoteka.
Detaljni slogovi sadrže podatke koji se odnose na izvršavanje određenih poslova ili na događaje, npr. podatke o uspjehu studenta.
Sumarni (zbirni) slogovi sumiraju podatke nekoliko detaljnih slogova. To su slogovi kojima se koristimo u izvještajima.
- Vrste medija za pohranu
Dvije osnovne vrste medija za pohranu klasificirane su prema načinu pristupa podacima na sekvencijalne i izravne.
U sekvencijalnim medijima za pohranu slogovi čine datoteku linearnog uređenja (slijeda), jedan za drugim. Da bi se od određenog sloga dobila informacija, potrebno je prije toga učitati sve slogove ispred njega. Sekvencijalni mediji za pohranu jesu bušene kartice, papirne i magnetne vrpce. Upotrebljavali su se u prvim generacijama kompjutora i u počecima razvoja kompjutorske tehnologije. Danas su gotovo istisnuti iz uporabe.
Mediji s izravnim pristupom dopuštaju izravan pristup određenom slogu (zapisu) unutar datoteke, čime je znatno smanjeno ukupno vrijeme pristupa. Mediji koji omogućuju izravni pristup jesu diskete i tvrdi diskovi.
Pitanja i zadaci:
1. Koja je najmanja jedinka informacije ?
2. Što su slog, datoteka i baza podataka ?
3. Nabroji vrste slogova.
4. Koje vrste medija za pohranu podataka poznaješ?
Hardverski dio kompjutora može obavljati ulazne, računske i izlazne operacije, ali koje se od njih obavljaju i kojim redoslijedom određuje se softverskim dijelom. Razlikujemo dvije vrste kompjutorskog softvera:
• sistemski
• aplikacijski
Razvojem distribuirane obrade podataka, koja se prije svega temelji na sve široj upotrebi osobnih kompjutora, od 1980-ih godina pojavila se još jedna, treća, vrsta softvera, nazvana integrirani softverski sustavi.
Sistemski softver je skup programa za upravljanje i kontrolu rada uređaja, za opsluživanje korisnika i izvršenje njihovih programa. U gruboj podjeli čine ga programi operativnog sustava, uslužni programi i prevodioci.
Bitna komponenta sistemskog softvera jest operativni sustav. To je skup programskih modula pomoću kojih se, jednostavno rečeno:
a) realizira kontrola hardverskih resursa (procesorom, primarnom i sekundarnom memorijom te ulazno-izlaznim uređajima),
b) rješavaju problemi u zahtjevima za hardverskim resursima iskazani u korisničkim programima,
c) optimizira i usuglašava rad hardverskih uređaja prema korisničkim zahtjevima,
d) upravlja komuniciranjem korisnika s kompjutorom i hardverskim uređajima pri izvršenju korisničkih programa.
Operativni se sustav, dakle, ponaša kao posrednik izmedu korisničkih programa i hardvera. Od mnogih operativnih sustava danas se često upotrebljavaju UNIX, MS-DOS i XENIX.
Uslužni programi omogućuju sortiranje podataka, prijenos podataka i programa s jednog medija na drugi, upisivanje podataka i programa, vođenje statistike i evidencije o radu kompjutora i sl. Osnovne karakteristike su im otvorenost (moguće je proširenje novim programima), relativna neovisnost o operativnom sustavu i smještaj na sekundarnoj memoriji.
Prevodioci su programi koji "razumiju" jezike za programiranje i korisničke programe, napisane tim jezicima, prevode ih u programe strojnog ili nekog drugog jezika za programiranje.
Sistemski softver suvremenih kompjutora obuhvaća i sustave za upravljanje bazama podataka koji omogućuju definiranje složenih struktura podataka i upravljanje pristupom podacima ovisno o potrebama korisnika.
Pitanja i zadaci
1. Koje vrste softvera postoje ?
2. Što je sistemski softver?
3. Što je operativni sustav?
4. Što su uslužni programi ?
5. Što su prevodioci ?