Глава 7.Методы обработки экономической информации

7.1.Эволюция методов организации хранения и обработки данных

Экономические задачи характеризуются большими объемами исходных данных для каждой из них и использованием одних и тех же данных в различных сочетаниях для решения различных задач. Причем зачастую сбор и подготовка информации к каждой задаче в отдельности по трудозатратам оказывается соизмеримой с подготовкой информации для всей совокупности задач.

Существуют несколько принципиально различных подходов к организации внутримашинного информационного фонда автоматизированной информационной системы.

Сущность первого подхода заключается в построении информационного фонда в виде множества отдельных файлов. Файл создается при написании программы решения какой-либо задачи и, следовательно, отвечает информационным потребностям лишь одного приложения. Как правило, одна и та же информация используется многими приложениями. Поэтому данные для них, в том числе и одинаковые, хранятся в разных файлах с несовпадающей организацией.

При создании сложных автоматизированных информационных систем разработчики столкнулись со следующими трудностями:

• проблема контроля избыточности данных, т.к. данные в задачах могли дублироваться. Например, и задача расчета заработной платы, и задача учета кадров содержат одинаковые данные о сотрудниках, их оклады, должности и др. Сложность состоит в том, что любое изменение исходных данных в одной задаче влечет за собой необходимость одновременной корректировки во всех задачах;

• проблема взаимосвязи между данными и прикладными программами, которые написаны на различных языках программирования (Кобол, Pascal, C и др.) Прикладные программы содержат как описание данных, так и алгоритмы функционирования задачи на алгоритмическом языке. В результате любое изменение в организации данных приводит к необходимости изменения программы.

Второй подход определился на основе опыта эксплуатации АИС и потребовал создания принципиально новых технологий обработки информации. Основу новых технологий составляет интегрированное внутримашинное хранение данных, называемое базой данных, и централизованное управление данными, называемое системой управления базой данных. При таком подходе каждому отдельному приложению (прикладной программе) требуется лишь часть данных из интегрированного информационного фонда. При централизованном хранении данных для любой программы из общего информационного фонда выбирается нужная ей информация и преобразуется в требуемую для обработки форму.

7.2.Понятие базы данных и этапы ее проектирования

Проектирование информационных систем состояло в автоматизации отдельных процессов, что приводило к многократному представлению одних и тех же данных в памяти ЭВМ. Переход от автоматизации отдельных процессов к созданию АИС потребовал качественно новой организации данных. Были сформулированы стандартные требования к организации данных в автоматизированных системах:

• интеграция данных, когда все данные накапливаются и хранятся централизованно;

• максимально возможная независимость прикладных программ от данных, т.е. обеспечение логической и физической независимости данных.

Выполнение этих требований привело к созданию единого хранилища для всех задач - базы данных, где все данные накапливаются и хранятся централизованно.

В памяти ЭВМ создается модель предметной области динамически обновляемая, т.е. обеспечивается соответствие базы данных текущему состоянию ПО в режиме реального времени, а не периодически (раз в месяц, неделю).

Базой данных называют совокупность взаимосвязанных поименованных данных, расположенных на носителях, доступных для ЭВМ и использующихся для решения различных информационных задач. Она обладает следующими качествами:

• интегрированностью;

• взаимоувязанностью;

• независимостью описания данных от прикладных программ, т.к. данные и их описания хранятся совместно в базе данных.

База данных (БД) служит для удовлетворения информационных потребностей всех пользователей ИС. Для поддержки достоверного отображения ПОС в базу данных необходимо динамически обновлять содержимое БД в соответствии с теми изменениями, которые происходят в ПОС. Чаще всего БД организуется таким образом, чтобы каждому состоянию ПОС соответствовало некоторое состояние БД. Пользователями БД могут быть различные прикладные программы и специалисты ПОС, являющиеся потребителями и источниками данных.

БД должна размещаться на устройствах внешней памяти ЭВМ. Кроме того, для манипулирования данными на физическом уровне, для создания и доступа к БД необходимы определенные системные программы СУБД – системы управления базами данных.

СУБД представляет собой специальный пакет программ, с помощью которого реализуется централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным.

Проектирование БД - одна из наиболее ответственных и трудных задач, связанных с созданием информационной системы.

В результате проектирования БД должны быть определены:

• содержание БД;

• эффективный способ организации БД для всех пользователей;

• средства управления данными, которые будут применяться в создаваемой системе.

Проектирование баз данных осуществляется главным образом вручную. Хотя в настоящее время и создан ряд систем автоматизации проектирования БД, но они пока не имеют массового применения.

Процесс проектирования БД состоит из следующих этапов:

• инфологическое проектирование;

• определение требований к операционной обстановке, в которой будет функционировать информационная система;

• выбор СУБД и других программных средств;

• логическое проектирование БД;

• физическое проектирование БД.

Задачами инфологического проектирования являются изучение информационных потребностей пользователей, определение ПО системы, ее состава и структуры, а также построение инфологической модели ПО.

При определении состава и структуры ПО используют один из двух подходов:

• функциональный;

• предметный.

Наиболее распространен функциональный подход. Он применяется в случае, когда заранее известны комплекс задач и функции пользователей, для обслуживания информационных потребностей которых создается БД. Этот подход реализует принцип «от задач».

При предметном подходе информационные потребности будущих пользователей БД жестко не фиксируются. Они могут быть многоаспектными и динамичными. В ПО при этом включают наиболее характерные и существенные для нее объекты и их взаимосвязи. БД, конструируемая таким образом, называется предметной. Она может быть использована при решении разнообразных задач, связанных с данной ПО.

Инфологическая модель ПО представляет собой описание структуры и динамики ПО, характера информационных потребностей пользователей в терминах, понятных пользователю и не зависимых от реализации системы на ЭВМ.

В простейших случаях при проектировании БД ограничиваются содержательным описанием модели ПО на естественном языке.

Выбор операционной обстановки предполагает оценку требований к вычислительным ресурсам, необходимым для функционирования системы, определение типа и конфигурации ЭВМ, на которой она будет функционировать, выбор типа и версии операционной системы.

Выбор СУБД является одним из центральных вопросов. Теоретически при решении проблемы выбора СУБД следует принимать во внимание десятки факторов. Однако на практике руководствуются несколькими важнейшими количественными и качественными характеристиками:

• характеристики производительности системы;

• наличие в СУБД средств разработки приложений;

• запас функциональных возможностей для дальнейшего развития ИС, разрабатываемой средствами данной СУБД;

• удобство и надежность СУБД в эксплуатации.

Задача этапа логического проектирования БД состоит в разработке «логической» структуры БД в соответствии с инфологической моделью ПО. В результате выполнения этого этапа создаются схемы БД концептуального и внешнего уровней архитектуры на языках определения данных.

На этапе физического проектирования БД решаются вопросы построения структуры хранимых данных, размещения хранимых данных в пространстве памяти. На этом этапе процесс проектирования БД фактически не завершается. Он имеет итерационный характер. В процессе функционирования системы БД выявляются ее «узкие места», а также могут измениться условия эксплуатации системы. В связи с этим возможна модификация первоначально созданного проекта.