Информационные базы корпоративных информационных систем

Базы данных

Состав и структура информационной базы, объемные характеристики данных, требования к качественным характеристикам информации (полнота, актуальность, точность, достоверность и др.) полностью определены функциями управления. Информационная база содержит данные и знания, представленные на машинных носителях в виде базы данных (Data Base — DB, БД), хранилища данных (Data Warehouse — DW или ХД), базы знаний (Knowledge Base — КВ, БЗ).

База данных находится под управлением СУБД, содержит структурированные данные, обеспечивает интегрированное представление и многоцелевое использование хранимых данных, однократный ввод и редактирование данных, их многократное использование, санкционированный доступ к данным пользовательских программ.

С появлением БД произошло разделение данных и программ их обработки, процессы создания и ведения БД, с одной стороны, и разработка программ приложений — с другой, относительно независимы. С помощью БД можно моделировать логику приложений предметной области.

Организация БД возникла в связи с появлением нового вида запоминающих устройств прямого доступа — магнитных барабанов и дисков, с помощью которых стало возможным представление различных структур данных (рис. 8.1).

Различают следующие структуры данных:

• • иерархические (см. рис. 8.1, а) — каждый тип данных связан только с одним исходным типом данных, но может иметь много подчиненных типов данных;
• • сетевые (см. рис. 8.1, б) — подчиненные типы данных могут быть связаны с несколькими исходными типами данных, а также иметь много подчиненных типов данных;
• • реляционные (табличные) (см. рис. 8.1, в).

Иерархическая структура данных основана на левостороннем обходе дерева. Этот порядок сохраняется как при расположении, так и при поиске данных. Ввод данных в БД требует определения точки входа в иерархическую ветвь, заполнение деревьев осуществляется в направлении «сверху вниз». При удалении данных автоматически удаляются подчиненные им по иерархии данные.

Сетевая структура данных обеспечивает большую по сравнению с иерархической структурой гибкость установления связей различных типов данных. Связи устанавливаются с помощью физических адресов и образуют цепочки.

Рис. 8.1. Структуры БД:

а — иерархическая; б — сетевая; в — реляционная.

Реляционная структура данных отличается простотой восприятия, благодаря которому получила широкое распространение для БД, реализованных на ПК. С помощью языков манипулирования данными выполняется объединение и пересечение таблиц, выборка, проекция данных. Между таблицами устанавливаются связи на основе общих значений полей связи (внешних ключей).

Проектирование БД осуществляется путем разработки моделей данных на логическом и физическом уровнях представления. Разделение уровней позволяет оптимизировать каждую модель данных в отдельности:

• • концептуальная модель — интегрированное представление данных предметной области на логическом уровне, выраженное средствами структур данных выбранной СУБД;
• • внутренняя модель — отображение концептуальной модели на физическую структуру хранения БД на машинных носителях для выбранной СУБД;
• • внешние модели — подмножества концептуальной модели данных, обеспечивающие санкционированный доступ к БД различных приложений.

Существуют различные организационные формы БД ИС, которые можно разделить на два вида:

• • подсистемная — создание БД для отдельных функций системы управления, комплексов задач;
• • системная — создание интегрированной БД ИС.

Данные БД хранятся на локальных компьютерах, а в условиях использования компьютерных сетей — на сетевых. В зависимости от архитектуры компьютерных сетей различают БД, хранимые на файловом сервере, и серверы БД.

В первом случае единицей обмена между сервером и клиентом (рабочей станцией) является файл БД, обработка которого выполняется целиком на рабочей станции; во втором случае рабочая станция выдает запрос на данные, сервер выполняет первичную обработку данных, передает рабочей станции результат запроса. Если в сети имеется несколько серверов для хранения информации, то БД носит название распределенной БД.

Для решения аналитических задач системы управления, требующих ретроспективных данных за длительные интервалы времени, создаются предметно-ориентированные ХД. Развитие систем управления идет в сторону роста их функциональности, интеллектуального анализа данных. В результате создаются ИС, основанные на знаниях, которые используют базы знаний.

Развитие БД современных ИС имеет следующие общие тенденции:

• • широкое использование БД реляционной структуры данных;
• • возрастание объемов хранимых данных (несколько десятков гигабайт информации);
• • переход к «клиент-серверной» организации распределенной БД в компьютерной сети;
• • высокие требования к защите БД;
• • создание ХД для целей оперативной аналитической обработки данных;
• • использование базы знаний как основы построения экспертных ИС.