Технология и методы обработки экономической информации

3.4Первые системы  управления базами данных (начало 70-х гг.)

«Для этого этапа характерно изменение представления о назначении и возможностях систем управления данными. По мере развития средств обработки данных становилось ясно, что прикладные программы желательно сделать независимыми не только от изменений в аппаратных средствах хранения, но также и от добавления к хранимым данным новых полей и новых взаимосвязей. Система должна быть способна обрабатывать новые типы запросов пользователей

Особенности:

• Различные логические файлы могут быть получены из одних и тех же физических данных. Доступ к одним и тем же данным может осуществляться различными приложениями по различным путям отвечающим требованиям этих приложений;
• Данные адресуются на уровне полей и групп. Можно использовать поиск по многим ключам;
• Физическая структура данных независима от прикладных программ. Ее можно изменять с целью повышения эффективности базы данных, не модифицируя при этом прикладные программы. Использование сложных форм организации данных не требует усложнения прикладных программ;
• Элементы данных являются общими для различных приложений. Отсутствие избыточности способствует  целостности данных.» [13]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ПРИНЦИПЫ  ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ  ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ  ИНФОРМАЦИИ

4.1Принципы обработки  экономической информации

• «Интеграции обработки данных и возможности работы пользователей в условиях эксплуатации автоматизированных систем централизованного хранения и коллективного использования данных (банков данных);
• Распределенной обработки данных на базе развитых систем передачи;
• Рационального сочетания централизованного и децентрализованного управления и организации вычислительных систем;
• Моделирования и формализованного описания данных, процедур их преобразования, функций и рабочих мест исполнителей;
• Учета конкретных особенностей объекта, в котором реализуется машинная обработка экономической информации.

4.2Этапы технологического  процесса

1. Начальный или первичный ( сбор исходных данных, их регистрация и передача)
2. Подготовительный (прием, контроль, регистрация входной информации и перенос ее на машинный носитель);
3. Основной (непосредственно обработка информации);
4. Заключительный (контроль, выпуск и передача результатной информации, ее размножение и хранение).» [14]

 

 

5 БАЗЫ ДАННЫХ, СУБД И  ИХ ФУНКЦИИ

5.1Базы данных

«БД- совокупность сведений, хранимых в запоминающих устройствах ЭВМ, выступающая в качестве исходных данных при решении различных задач. Главная цель создания баз данных состоит в объединении функций обновления, ведения и пополнения хранимой информации, а также справочной функции. Основное характерное свойство базы данных – ее независимость от рабочих программ, с которыми она взаимодействует. Эта независимость проявляется в возможности изменения содержания, объема и организации хранимой информации без изменения рабочих программ, пользующихся данной информацией. Для обеспечения независимости базы данных необходимо хранить описание накопленной информации вместе с самой информацией и обеспечить возможность коллективного доступа к любой части хранимых сведений.

БД – состоит из множества связанных файлов. Логическую структуру хранения в БД называют моделью данных. Информация о данных хранимых в базе называют метаданными (данными о данных). Совокупность всех метаданных называют словарь данных.» [16]

«БД должна обладать определенными свойствами:

1. Восстанавливаемость
2. Безопасность
3. Целостность
4. Эффективность

Принципы создания БД

БД должны удовлетворять основным требованиям к организации:

1. Установление многосторонних связей
2. Производительность БД должны обеспечивать диалог человек-терминал
3. Минимальные затраты на создание и эксплуатацию БД
4. Минимальная избыточность
5. Возможности поиска
6. Целостность
7. Безопасность и секретность
8. Связь с прошлым и связь с будущим
9. Простота использования» [ 15]

5.2 СУБД и их  функции

«Программы, управляющие работой баз данных, называются системами управления базами данных (СУБД)

СУБД используют несколько моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную. Основное различие данных моделей – в представлении взаимосвязей между объектами.

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта является главным, все нижележащие – подчиненными. Устанавливается связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе главный тип именуется исходным типом, а подчиненные – порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.

Сетевая модель данных строится по принципу «главный и подчиненный тип одновременно», то есть любой тип данных одновременно может порождать несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для нескольких главных (быть членом набора).

Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляет в виде таблиц, при этом связи тоже рассматриваются как объекты. Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных, должны иметь первичный ключ. Все современные СУБД поддерживают реляционную модель данных.»  [16]

 

5.3 Основные функции  СУБД

• «Непосредственное управление данными во внешней памяти

Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы).

• Управление буферами оперативной памяти

СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере этот размер обычно существенно больше доступного объема оперативной памяти. Понятно, что если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.

• Управление транзакциями

Транзакция – последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.

• Журнализация

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения информации понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД. Журнал – особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

• Поддержка языков БД

Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык , содержащий все необходимые средства для работы с БД, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language).» [ 16]

 

 

 

6 МОДЕЛИ ДАННЫХ

«В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта:

• Аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных в БД;
• Аспект манипуляции: методы манипулирования данными;
• Аспект целостности: методы описания и поддержки целостности БД.

Аспект структуры определяет, что из себя логически представляет БД, аспект манипуляции определяет способы перехода между состояниями базы данных (т.е способы модификации данных) и способы извлечения данных из БД, аспект целостности определяет средства описаний корректных состояний БД.

Модели данных – абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы – поведение данных.» [ 17]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ

«Проектирование баз данных – процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности.

7.1Основные задачи проектирования баз данных:

• Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации
• Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам
• Сокращение избыточности и дублированных данных
• Обеспечение целостности базы данных

7.2Основные этапы проектирования баз данных

Концептуальное проектирование – построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создается без ориентации на какую – либо конкретную модель СУБД и модель данных.

Конкретный вид и содержание концептуальной модели базы данных определяется выбранным для этого формальным аппаратом. Обычно используются графические нотации, подобные ER-диаграммам.

Концептуальная модель включает в себя:

• Описание информационных объектов, или понятий области и связей между ними.
• Описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям и к связям между ними.

Логическое проектирование – создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая  модель – набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.

На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.

Физическое проектирование – создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения наименование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделения БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

Преимущества ER-моделей (модель «сущность-связь»)

• Наглядность
• Модели позволяют проектировать базы данных с большим количеством объектов и атрибутов
• ER-модели реализованы во многих системах автоматизированного проектирования баз данных

Основные элементы ER-моделей:

• Объекты (сущности)
• Атрибуты объектов
• Связи между объектами

Сущность – объект предметной области, имеющий атрибуты.

Связь между сущностями характеризуется:

• Типом связи
• Классом принадлежности. Класс может быть обязательным и необязательным. Если каждый экземпляр сущности участвует в связи, то класс принадлежности – обязательный, иначе – необязательный.

Семантическая модель – модель предметной области, предназначенная для представления семантики предметной области на самом высоком уровне абстракции.» [ 18]