Технологии баз данных

Удмуртский государственный  университет

Технологии баз данных

 

 

 

          Современные методы управления организацией (предприятием) требуют более совершенных технологических решений. Технологические решения XXI в. в преобладающей степени опираются на информационные технологии. Управление организацией (предприятием) и информационные технологии тесно связаны с информационной системой. Базовыми технологиями автоматизированных информационных систем в сфере управления являются технологии баз данных (БД), т.е. поименованных совокупностей взаимосвязанных данных, отображающих состояние объектов и их отношений в некоторой предметной области и используемых для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Отдельная БД содержит информацию о  некоторой предметной области — наборе объектов, представляющих интерес для специалистов. Примерами предметных областей могут служить территории, организации (предприятия), их отдельные структурные подразделения, отдельные технологические процессы и пр., что выделено пользователем для управления и других видов деятельности, обеспечивающих управление (экономические, социологические исследования, мониторинг состояния окружающей среды, планирование производства или поставок продукции, поиск нужного товара на рынке и т.д.).

Данные в БД должны быть обязательно связаны между  собой, поскольку представляют реально  существующие объекты, которые непременно связаны с другими объектами  реальности. Подобная логическая связь достигается путем объединения данных по определенным признакам. Такой процесс получил название структурирование данных. Выделяют структурированные и слабоструктурированные данные. Структура данных и степень структурированности определяют содержание технологии обработки БД. Выделяют фактографические и документальные БД.

Фактографические базы — это базы структурированных  данных. Фактографические базы составляют основной класс БД, используемый в экономике и управлении. В сфере государственного управления создаются различные по профилю фактографические БД. Например, на муниципальном уровне создаются: социально-демографические БД (паспортный стол, данные отдельных категорий граждан, общественных организаций и учреждений, списки избирателей и пр.); жилищно-коммунальные БД (финансово-лицевые счета, потребление ресурсов, технические параметры жилого фонда и инфраструктуры); финансово-экономические БД (характеристики хозяйствующих субъектов, бизнес-проекты, результаты маркетинговых исследований, натуральные и финансово-плановые показатели и пр.) и др. На муниципальных предприятиях создаются БД по товарам и услугам, штатному расписанию, поставщикам и потребителям продукции и пр.

Фактографическая БД строится в соответствии со своей  моделью данных, определяющей ее структуру. Ранние модели данных называются графовыми. К ним относятся иерархические и сетевые модели. Позже была предложена реляционная модель (модель данных, основанная на математическом понятии отношения и его представлении в форме таблицы). Подавляющее количество современных БД построено на реляционной модели данных.

В соответствии с концепцией базы данных предполагается, что она представляет собой самостоятельный обобществленный централизованно управляемый ресурс некоторого сообщества пользователей, предназначенный для удовлетворения их информационных потребностей. Создание БД, поддержка ее в актуальном состоянии и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются с помощью специального программного инструментария, называемого системой управления базами данных.

СУБД — сложный программный комплекс, предназначенный для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией систем баз данных, которые используются самостоятельно или в составе какой-либо более крупной информационной системы.

СУБД выполняют две основные группы функций:

1) управление ресурсами среды хранения данных с обеспечением логической и физической независимости данных, при этом реализуются: описание логической структуры БД; физическое представление данных — организация хранимых данных на носителе; управление данными и поддержание целостности данных; предоставление пользователям доступа к БД;

2) управление полномочиями  пользователей на доступ к БД, при этом реализуются: организация параллельного доступа пользователей к БД в пользовательской среде, поддержка деятельности персонала администратора, ответственного за эксплуатацию системы БД.

Проектирование БД —  одна из наиболее ответственных и трудных задач, связанных с созданием системы БД. В результате ее решения должны быть определены и содержание БД, и эффективный, с точки зрения всего сообщества будущих пользователей, способ ее организации в среде СУБД, выбранной для реализации системы. В крупных системах проектирование БД требует особой тщательности, поскольку цена допущенных на этой стадии просчетов и ошибок особенно велика. Хотя некоторые из них могут быть скорректированы в процессе эксплуатации системы благодаря средствам реструктуризации и реорганизации БД, такие операции могут оказаться весьма дорогостоящими и потребовать переработки приложений. Проектирование БД не может быть полностью автоматизированным. Значительное место в нем отводится интуиции и опыту специалиста-проектировщика.

Процесс проектирования БД включает в себя следующие этапы: инфологическое проектирование, даталогическое проектирование, физическое проектирование

Инфологическое проектирование базы данных:

1)Определение предметной  области системы.

2)Формирование взгляда  на предметную область с позиций  будущих пользователей.

3)Разработка модели  предметной области (инфологической  схемы, модели).

Этапы даталогического  проектирования:

1) Выбор СУБД.

2) Формирование информационных  структур данных с учетом выбранной СУБД и модели данных.

3) Нормализация информационных  структур.

4) Представление даталогической  модели.

5)Модификация инфологической  модели по результатам даталогического  проектирования.

На этапе физического  проектирования базы данных должны быть решены вопросы построения структуры  хранимых данных, размещения хранимых данных в пространстве памяти, выбора эффективных методов доступа к ним. Принятые проектные решения оказывают определяющее влияние на производительность системы БД. Они документируются в форме схемы хранения на языке определения хранимых данных.

Документальные БД хранят документы, т.е. данные неопределенной или переменной структуры, и бывают полнотекстовыми или библиографическо-реферативными. Подобные БД создаются в рамках документальных систем — систем, предназначенных для обработки, поиска, представления полнотекстовых документов или справочно-реферативной информации. В сфере государственного управления создаются различные документальные БД, например, делопроизводственные, хранящие нормативно-распорядительные документы, служебные документы, корреспонденцию и пр. Используются правовые БД («Консультант Плюс», «Гарант», «Кодекс» и др.), БД научно-технической информации, в том числе патентной, БД образовательных ресурсов.

С развитием информационных технологий темпы увеличения объемов  как структурированной, так и неструктурированной информации возрастают. Для организаций (предприятий) встает проблема обеспечения согласованной организации данных.

Трудности в обеспечении  доступа к данным, полученным из разных источников, обусловили трудности применения к информационным массивам средств анализа данных для дальнейшего принятия решений и прогнозирования. Решением проблемы стали технологии информационных хранилищ. Наибольшее распространение получили технологии хранилищ данных и технологии виртуальных хранилищ.

Хранилище данных — многомерный массив данных, сформированный из баз данных и информационных массивов внешнего экономического окружения за длительный период деятельности организации (предприятия), снабженный процедурами извлечения и использования информации для анализа и прогнозирования.

Технологии виртуальных  хранилищ основаны на идее создания программной  среды, через которую пользователь или приложения могут формировать универсальные запросы на поиск информации. Доступ к внешним источникам информации осуществляется через набор адаптеров, транслирующих запрос в воспринимаемый источником формат и возвращающих полученный результат программной среде. Полученная информация сортируется и представляется пользователю в универсальном виде, при этом обеспечиваются доступ к первоисточнику и возможность сохранения содержания на компьютере пользователя.