3. Системы управления базами данных.

Переход от логической модели к физической производится с помощью программ, позволяющих создать в памяти ЭВМ базу хранимых данных и работать с этими данными. Рассмотрим состав СУБД.

Основные функции СУБД.

• Управление данными во внешней памяти

• Управление буферами оперативной памяти

• Управление транзакциями

• Журнализация и восстановление БД после сбоев

• Поддержание языков БД

Организация типичной СУБД и ее состав соответствуют набору функций. Логически в современной СУБД можно выделить внутреннюю часть – ядро СУБД, компилятор языка (обычно SQL), подсистему поддержки времени выполнения, набор утилит.

СУБД

Программные средства создания БД

Средства работы с БД

Сервисные средства

Пользовательский интерфейс

Языки описания данных

Языки манипуляции данных

Конфигурация

Визуальные средства

Операции с данными

Отладчик

При создании базы данных проектировщик, используя язык описания данных (ЯОД), переводит логическую модель в физическую, а на языке манипуляции данными (ЯМД) разрабатывает программы, реализующие основные операции с данными.

Кроме того, что СУБД различают по моделям, на самом общем уровне различают профессиональные (промышленные) и персональные (настольные).

В начале 80 – х в АСУ на базе больших ЭВМ активно использовалась Adabas. Сегодня это Oracle, Informix, SyBase, DB2, Progress. Персональные Fox Pro. Clipper. Paradox, Access. Промежуточное место Ms SQL Server.

Необходимо отметить, что на обмен данными через БД требуется большее время, чем на обмен аналогичными данными прямо из файлов, специально созданных для того или иного приложения.

Доступ к данным осуществляется с помощью конкретной СУБД, поэтому конкретные модели описываются АБД на языке описания данных этой СУБД. Такое описание и есть даталогическая модель данных.

Для получения информации из БД пользователь направляет запросы СУБД. Запросы формируются на специальном языке запросов. Фактическим стандартом такого языка для современных реляционных СУБД является SQL – структурированный язык запросов. На SQL не пишутся программы, а только строятся запросы с использованием одного или нескольких операторов, разделенных символов перевода строки или точкой с запятой. Например, SELECT - выбрать данные из БД, INSERT – добавить данные в БД, UPDATE – обновить данные в БД, DELETE – удалить данные из БД, GRANT – предоставить привилегию пользователю, REVOKE – отменить привилегии пользователя, COMMIT – зафиксировать текущую транзакцию, ROLLBACK – прервать текущую транзакцию.

Транзакция – некоторое законченное с точки зрения пользователя действие над базой данных. Транзакция может состоять из операций чтения, удаления, вставки или модификации данных.

Системы olap и oltp, хранилища данных. Фактографические системы на основе баз данных.

На основе баз данных строятся фактографические и документальные системы.

Документальные системы – для работы с документами на естественном языке (монографии, публикации, тексты). Наиболее распространены ИПС.

Фактографические системы – оперируют фактическими сведениями, представленными в виде специальным образом организованных совокупностей формализованных записей данных. Центральное звено ФС – БД. ФС делят на два класса – OLAP и OLTP.

OLTP – системы операционной обработки данных, OLAP – системы, ориентированные на анализ данных и поддержку принятия решения.

Сфера применения OLTP – системы платежей, резервирования мест в поездах, самолетах, гостиницах, банковские и биржевые системы. Логическая единица функционирования OLTP – транзакция (перевод денег со счета на счет – транзакция). Таким образом, OLTP – это оперативная обработка транзакций или выполнение транзакций в режиме реального времени.

Вопрос OLTP: “Есть ли свободные места в купе поезда 95 Москва - Барнаул на 20.12.02?”

OLАP, являясь системами поддержки принятия решений, ориентированы на выполнение сложных запросов, требующих статистической обработки исторических данных, моделирования процессов предметной области, прогнозирования развития явлений.

Вопрос OLАP: “Каким будет объем продаж ж/д билетов в денежном выражении в следующих трех месяцах с учетом сезонных колебаний?”

Вопрос OLАP банка: “Найти среднее значение промежутка времени между выставлением счета и оплатой его клиентом в текущем и прошедшем году отдельно для разных групп клиентов».

Сложный аналитический запрос в большинстве случаев невозможно сформулировать на SQL, для этого применяют специальные языки, например, Express 4GL фирмы Oracle.

Оперативность в таких сложных системах достигается за счет применения мощной ВТ, сложных методов анализа и специальных хранилищ данных. Данные в OLАP системах должны быть организованы особым образом, так как образуются большие информационные массивы, выполнение некоторых запросов (анализ тенденций, прогнозирование) требуют хронологической упорядоченности, для обслуживания многих запросов требуются агрегированные данные.

Данные, применяемые для анализа, стали выделять в отдельные БД и назвали хранилищами данных.

Концепция хранилищ данных предполагает интеграцию и согласование данных из различных источников и разделение наборов данных, используемых в OLAP и OLTP системах.

Хранилище – это интегрированный, неизменяемый и поддерживающий хронологию набор данных, предназначенный для обеспечения принятия управленческого решения.

Поставщики информации

Источники, из которых поступает информация в хранилище, не связаны между собой, поэтому данные имеют различную структуру и форматы представления. Производится согласование данных, т.е. приведение к единому формату, устранение дублирующих и некорректных значений. Подготовленные данные загружаются в хранилище.

Хранилище данных должно обладать такими свойствами:

• Ориентация на предметную область, структура хранилища должна отображать представление аналитика об информации, с которой ему приходится работать.

• Данные при загрузке должны агрегироваться.

• После загрузки внесение каких-либо изменений, кроме добавления записей, не предполагается.

• Поддержка хронологии, учет хронологии достигается введением ключевых понятий типа «Дата» и «Время» в структуры хранилищ данных.

Рассмотрим свойства данных в OLAP и OLTP системах.

Свойство	OLTP	OLAP
Назначение данных	Оперативный поиск, несложные виды обработки	Аналитическая обработка, прогнозирование
Уровень агрегации	Детализированные	Агрегированные
Период хранения данных	От нескольких месяцев до одного года	От нескольких лет до десятков лет
Частота обновления	Высокая, маленькими порциями	Малая, большими порциями

Применение СУБД в экономике.

Во всем мире множество кампаний разрабатывают и применяют БД в маркетинговых и сбытовых целях, анализа степени использования основных фондов и оборотных средств, управления товарными запасами.

1. На основе СУБД строятся системы поддержки принятия решений.

2. Автоматизированные системы управления предприятиями различных уровней.

3. СУБД лежит в основе всех бухгалтерских программ «1С: бухгалтерия», «Парус», «БЭСТ».

4. СУБД применяются для автоматизации систем управления, мониторинга и программирования развития отраслей и экономики страны в целом.

5. Автоматизированные банковские системы, например фирмы «Програм Банк».

6. Кампания Claritas (США) проводит углубленные маркетинговые исследования и создает информационные продукты по многокритериальному описанию различных регионов США. Основная разработка: система маркетингового анализа Compass for Windows. Для использования этой системы нужны частные БД, содержащие набор демографической, маркетинговой, картографической информации, позволяющей провести рыночный анализ с учетом специфики деятельности фирмы клиента.