Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информационные технологии в государственном и муниципальном управлении
Посмотреть оригинал

Фактографические базы данных

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.

Модели данных. В процессе эволюции технологий БД было создано множество моделей данных.

ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ ОРГАНИЗАЦИЕЙ

54

Модель данных — совокупность правил структурирования данных, допустимых операций над ними и ограничений целостности, которым данные должны удовлетворять.

Графовые модели. Ранние модели данных называются графовыми. К ним относятся иерархические и сетевые модели.

Иерархическая модель данных впервые реализована в СУБД IMS (фирма IBM), разработанной для поддержки банка данных по программе Apollo. Предметная область представляется в виде совокупности структур иерархического типа (граф, дерево). На рисунке 3.1 приведен пример иерархической БД. Здесь «Отдел» является предком для «Начальника» и «Сотрудников», а «Начальник» и «Сотрудники» — потомками «Отдела». Между типами записи поддерживаются связи. Преимуществами иерархической модели данных являются:

  • • простота модели. Принцип построения иерархии легок для понимания — иерархия БД напоминает структуру компании или генеалогическое дерево;
  • • возможность представлять отношения не только «предок-потомок», но и «часть-целое», «причина-следствие», например: «А является частью В» или «А владеет В»;
  • • быстродействие. Отношения «предок-потомок» реализованы в виде физических указателей перехода от одной записи к другой, вследствие чего перемещение по БД происходило быстро. СУБД размещала записи предков и потомков на диске рядом, что позволяло свести к минимуму количество операций записи-чтения.
Пример схемы иерархической базы данных

Рис. 3.1. Пример схемы иерархической базы данных

Сетевая модель данных является модификацией иерархической модели. В ней одна запись могла участвовать в нескольких отношениях «предок-потомок» (рис. 3.2).

Пример простой сетевой схемы базы данных

Рис. 3.2. Пример простой сетевой схемы базы данных

В 1970-х гг. сетевая модель была реализована в таких продуктах, как 1DMS компании Cullinet, Total компании Cincom, приобретших большую популярность.

Эдгар КОДД (1923-2003)

Американский математик. Сотрудник IBM. Первый проект Кодда — создание электронного калькулятора с селективной последовательностью — прообраза компьютера. В середине 1960-х гг. начал работать над реляционной моделью организации данных. Вел исследования по нормализации и моделированию данных.

Сетевые БД обладали рядом преимуществ, таких как:

  • • гибкость. Множественные отношения «предок-потомок» позволяют хранить данные, структура которых сложнее обычной иерархии;
  • • стандартизованность — соответствие стандарту CODASYL;
  • • быстродействие. Несмотря на свою сложность, сетевые БД достигали быстродействия, сравнимого с быстродействием иерархических БД. Множества были представлены указателями на физические записи данных, и в некоторых системах администратор мог задать кластеризацию данных на основе множества отношений.

Недостаток модели — жесткость, поскольку наборы отношений и структуру записей приходилось задавать заранее, а изменение структуры данных означало перестройку всей БД.

Реляционная модель. Реляционная модель предложена сотрудником компании IBM Эдгаром Коддом в 1970 г. и в настоящее время является стандартом, на который ориентируются практически все современные СУБД [33]. Подавляющее количество современных БД построено на реляционной модели данных.

В соответствии с реляционной моделью БД представляет собой совокупность взаимосвязанных таблиц. Каждая таблица моделирует некоторый тип сущностей предметной области. Строки таблицы БД соответствуют экземплярам сущностей этого типа, а столбцы — их свойствам. Поэтому все значения в столбце таблицы должны иметь один и тот же тип. Столбцы таблиц именуются, и их порядок не влияет на выполнение операций над данными, содержащимися в таблице.

Сущность предметной области — любой различимый объект или процесс предметной области, представляющий интерес для пользователя.

ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ ОРГАНИЗАЦИЕЙ

56

Примером сущностей могут служить муниципальные образования, организации (предприятия), находящиеся на их территории, услуги, оказываемые населению, товары, производимые предприятиями, используемое оборудование, специалисты, занятые в производстве, и пр.

Между сущностями предметной области могут быть связи, имеющие различный содержательный смысл. Эти связи также должны представляться в информационной модели предметной области. Наиболее часто встречающийся вид связи — связь «одна ко многим» (1 : N). Это связь между сущностями предметной области, при которой в каждый момент времени одному экземпляру сущности А соответствует 0, 1 или несколько экземпляров сущности (рис. 3.3).

Пример реляционной базы данных

Рис. 3.3. Пример реляционной базы данных

Первичный ключ — уникальный идентификатор сущности — атрибут, однозначно определяющий экземпляр сущности. Так, в качестве уникальных идентификаторов оборудования может служить инвентарный номер, специалистов — их табельные номера и т.д.

Реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе их естественной структуры, т.е. без какой-либо дополнительной структуры, преобразующей данные в машинный вид. За счет использования математической теории отношений (название «реляционная» происходит от англ, relation — отношение) представление данных не связано со способом их физической организации. В этом преимущество реляционной модели перед иерархической или сетевой моделью.

Э. Кодд предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение), опирающийся на реляционную алгебру и реляционное исчисление. Благодаря простоте и естественности структур данных и операций манипулирования данными, полной независимости от среды хранения данных, поддержке виртуальных, а не физических связей между данными (на основе значений данных, а не указателей), существованию строгого формального определения реляционная модель позволила сформировать развитую математическую теорию реляционных баз данных. СУБД, поддерживающие реляционную модель, заняли к концу 1980-х гг. доминирующее положение среди инструментальных средств разработки систем БД. Примером реляционных СУБД могут служить dBase, Paradox, FoxPro, MS Access и т.д.

Реляционная модель данных — модель данных, основанная на математическом понятии отношения и его представлении в форме таблицы.

Объектная модель. В конце 1980-х гг. успехи объектно ориентированного программирования стимулировали разработки СУБД, основанных на объектной модели данных. Объект понимается как сущность, обладающая состоянием и поведением. Состояние объекта определяется совокупностью его атрибутов (свойствами), которые могут принимать значения предписанных типов. Поведение объекта, в свою очередь, определяется совокупностью операций (называемых также методами), специфицированных для этого объекта. Объекты можно сохранять и использовать, не раскладывая их по таблицам.

Объекты в объектных моделях типизируются. Свойства типа объектов (атрибуты и операции) применяются ко всем его экземплярам. Различаются встроенные типы объектов — объекты с предопределенными свойствами, и типы объектов, определяемые пользователем. В объектных моделях предусматривается отношение наследования между типами объектов. Подтип наследует атрибуты состояния и операции своего супертипа (рис. 3.4).

Пример представления объекта в объектной базе данных

Рис. 3.4. Пример представления объекта в объектной базе данных

Популярность объектного подхода в области БД в значительной мере объясняется предоставляемыми им более естественными возможностями моделирования предметной области, чем при использовании графовых моделей данных и реляционной модели, а также возможностью доступа к различным источникам данных, в том числе и к данным реляционных СУБД, и разнообразным средствам манипулирования объектами БД.

На основе объектных моделей в конце 1980 — начале 1990-х гг. возникла новая категория СУБД, называемых объектными СУБД, начал формироваться рынок таких систем. Примером объектных СУБД могут служить ONTOS, Jasmine, Oracle, ODB-Jupiter. В настоящее время, поскольку объектные СУБД отличаются высоким быстродействием, надежностью, представляют разнообразный программный интерфейс для разработчиков, они широко используются в телекоммуникациях, геоинформационных проектах, издательском деле, при автоматизации организаций и предприятий — именно в этих областях всегда существовала потребность найти адекватное средство хранения больших объемов разнородных данных, переплетенных многими связями. Немаловажное значение имеет также возможность интегрировать объектные технологии в Web-пространство. Очень хорошо объектные СУБД подходят для решения задач построения распределенных вычислительных систем, в том числе с обеспечением доступа в режиме реального времени.

Современной тенденцией развития теории моделей данных является разработка объектно-реляционной модели данных как гибридной модели, сочетающей возможности реляционной модели и поддержки объектных свойств данных, а также многомерной модели данных, учитывающей потребности процессов интерактивной аналитической обработки данных и используемой в системах поддержки принятия решений и корпоративных НС.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы