Использование баз данных и СУБД для обработки экономической информации

2. Предоставление пользователям возможности манипулирования данными (выполнение вычислений, разработка интерфейса ввода/вывода, визуализация).

Для клиент-серверных СУБД существуют средства, позволяющие выполнять запросы и программные средства, позволяющие создавать графический интерфейс пользователя.

3. Обеспечение логической и физической независимости данных.

Важнейшим свойством СУБД является возможность поддерживать два независимых взгляда на базу данных - взгляд пользователя, воплощаемый в «логическом» представлении данных и «взгляд» системы - «физическое» представление данных в памяти ЭВМ. Обеспечение логической независимости данных предоставляет возможность изменения (в определенных пределах) «логического» представления базы данных без необходимости изменения физических структур хранения данных. Таким образом, изменение «логического» представления данных в прикладных программах не приводит к изменению структур хранения данных. Обеспечение физической независимости данных представляет возможность изменять (в определенных пределах) способы организации базы данных в памяти ЭВМ не вызывая необходимости изменения «логического» представления данных. Таким образом, изменение способов организации базы данных не приводит к изменению прикладных программ.

4.  Защита логической целостности базы данных.

Основной целью реализации этой функции является повышение достоверности  данных в базе данных. Достоверность  данных может быть нарушена при вводе в БД недостоверных данных, или при неправомерных действиях процедур обработки данных, получающих и заносящих в БД неправильные данные. Для повышения достоверности данных в системе объявляются так называемые ограничения целостности, которые в определенных случаях отлавливают неверные данные. Так, во всех современных СУБД проверяется соответствие вводимых данных их типу, описанному при создании структуры. Система не позволит ввести символ в поле числового типа, не позволит ввести недопустимую дату и т.п. В развитых системах ограничения целостности описывает программист, исходя из содержательного смысла задачи, и их проверка осуществляется при каждом обновлении данных.

5.  Защита физической целостности.

При работе ЭВМ возможны сбои в работе (например, из-за отключения электропитания), повреждение машинных носителей данных. При этом могут быть нарушены связи между данными, что приводит к невозможности дальнейшей работы. Развитые СУБД имеют средства восстановления базы данных. В таких системах в определенный момент БД копируется на резервные носители. Все обращения к БД записываются программно в журнал изменений. Если база данных разрушена, запускается процедура восстановления, в процессе которой в резервную копию из журнала изменений вносятся все произведенные изменения.

6.  Управление полномочиями пользователей на доступ к базе данных.

Разные  пользователи могут иметь разные полномочия по работе с данными (некоторые  данные должны быть недоступны; определенным пользователям не разрешается обновлять данные и т.п.). В СУБД предусматриваются механизмы разграничения полномочий доступа, основанные либо на принципах паролей, либо на описании полномочий.

7.  Синхронизация работы нескольких пользователей.

Достаточно  часто может иметь место ситуация, когда несколько пользователей одновременно выполняют операцию обновления одних и тех же данных. Такие коллизии могли привести к нарушению логической целостности данных, поэтому система должна предусматривать меры, не допускающие обновление данных другим пользователям, пока работающий с этими данными пользователь полностью не закончит с ними работать.

8.  Управление ресурсами среды хранения.

БД  располагается во внешней памяти ЭВМ. При работе в БД заносятся новые данные (занимается память), удаляются данные (освобождается память). СУБД выделяет ресурсы памяти для новых данных, перераспределяет освободившуюся память, организует ведение очереди запросов к внешней памяти и т.п.

9.  Поддержка деятельности системного персонала.

При эксплуатации базы данных может возникать необходимость изменения параметров СУБД, выбора новых методов доступа, изменения (в определенных пределах) структуры хранимых данных, а также выполнения ряда других общесистемных действий. СУБД предоставляет возможность выполнения этих и других действий для поддержки деятельности БД обслуживающему БД системному персоналу, называемому администратором БД. [10]

3. Модели данных, поддерживаемые СУБД

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет разработчикам и пользователям трактовать их уже как информацию — сведения, содержащие не только данные, но взаимосвязь между ними. Главное назначение модели данных — систематизация разнообразной информации и отражение ее свойств по содержанию, структуре, объему, связям, динамике с учетом удовлетворения информационных потребностей всех категорий пользователей.

К классическим моделям представления  данных относят иерархическую, сетевую и реляционную. [9]

СУБД принципиально различаются  по моделям БД, с которыми они работают. Если модель БД реляционная, то нужно использовать реляционную СУБД, если сетевая — сетевую СУБД и т.д.

Иерархическая модель данных

Наиболее давно используемой (можно сказать классической) является модель данных, в основе которой лежит иерархическая структура типа дерева. Дерево — орграф, в каждую вершину которого, кроме первой (корневой), входит только одна дуга, а из любой вершины (кроме конечных) может исходить произвольное число дуг. В иерархической структуре подчиненный элемент данных всегда связан только с одним исходным. [1] В иерархической модели отношения между данными бывают типа «родитель – потомки», т.е. у каждого объекта только один родитель (у корневого объекта нет родителя), но в принципе может быть несколько потомков. [9]

На рис. 2 показан фрагмент объектной записи в иерархической модели данных. Часто используется также "упорядоченное дерево", в котором значим относительный порядок поддеревьев.

Рис. 2 Фрагмент иерархической модели данных

Достоинства такой модели несомненны: простота представления предметной области, наглядность, удобство анализа структур и простота их описания. К недостаткам следует отнести сложность добавления новых и удаления существующих типов записей, невозможность отображения отношений, отличающихся от иерархических, громоздкость описания и информационную избыточность.

Сетевая модель данных

Сетевая модель данных основана на представлении  информации в виде орграфа, в котором в каждую вершину может входить произвольное число дуг. Вершинам графа сопоставлены типы записей, дугам — связи между ними. На рис. 3 представлен пример структуры сетевой модели данных.

Рис. 3 Фрагмент сетевой модели данных

По сравнению с иерархическими сетевые модели обладают рядом существенных преимуществ: возможность отображения практически всего многообразия взаимоотношений объектов предметной области, непосредственный доступ к любой вершине сети (без указания других вершин), малая информационная избыточность. Вместе с тем в сетевой модели невозможно достичь полной независимости данных с ростом объема информации сетевая структура становится весьма сложной для описания и анализа.

Известно, что применение на практике иерархических и сетевых моделей данных в некоторых случаях требует разработки и сопровождения значительного объема кода приложения, что иногда может стать для информационной системы непосильным бременем. [1]

Реляционная модель данных

Наиболее распространенная трактовка  реляционной модели данных (РМД) принадлежит  К. Дейту. Эта модель отличается от сетевой  и иерархической следующими положениями:

1. независимостью исполнения – в реляционной модели логические и физические представления данных могут различаться, а следовательно, при ее исполнении можно и не знать физических отношений между данными;
2. терминологией (для реляционной модели была разработана собственная терминология, хотя термины имеют эквиваленты в других моделях);
3. ключевыми указателями; данная модель использует первичный ключ – атрибут, по значению которого однозначно определяются хранящиеся данные об объекте и устанавливаются связи между отношениями;
4. теорией нормализации (техника проектирования баз данных, которая позволяет обойти многие проблемы обслуживания);
5. использованием языков программирования высокого уровня, разработанных специально для доступа к данным, хранящимся в базе. [2]

В основе реляционной модели данных лежат не графические, а табличные  методы и средства представления  данных и манипулирования ими (рис. 4). В реляционной модели для отображения информации о предметной области используется таблица, называемая «отношением». Строка такой таблицы называется кортежем, столбец – атрибутом. Каждый атрибут может принимать некоторое подмножество значений из определенной области – домена.

Рис. 4 Фрагмент реляционной модели данных

Таблица организации БД позволяет реализовать ее важнейшее преимущество перед другими моделями данных, а именно – возможность использования точных математических методов манипулирования данными, и прежде всего – аппарата реляционной алгебры и исчисления отношений. К другим достоинствам реляционной модели можно отнести наглядность, простоту изменения данных и организации разграничения доступа к ним.

Основным недостатком реляционной  модели данных является информационная избыточность, что ведет к перерасходу ресурсов вычислительных систем (отметим, что существует ряд приемов, позволяющих в значительной степени избавиться от этого недостатка. Однако именно реляционная модель данных находит все более широкое применение в практике автоматизации информационного обеспечения профессиональной деятельности.

Подавляющее большинство СУБД, ориентированных  на персональные ЭВМ, являются системами. Построенными на основе реляционной  модели данных – реляционными СУБД. [1]

4. Области применения баз данных в экономике

Различают следующие классы баз данных по предметным областям использования:

- документографические и документальные  БД, создаваемые в органах НТИ  и средствах массовой информации;

- БД по промышленной, строительной  и сельскохозяйственной продукции;

- БД по экономической и конъюнктурной информации (статистическая, кредитно-финансовая, внешнеторговая);

- фактографические базы социальных  данных, включающие сведения о  населении и о социальной среде;

- БД транспортных систем;

- справочные данные для населения и учреждений (энциклопедии и справочники, расписания самолетов и поездов, адреса и телефоны граждан и организаций и др.);

- ресурсные БД, включающие фактографическую  информацию о природных ресурсах (земля, вода, недра, биоресурсы, гидрометеорология,  вторичные ресурсы и отходы, экологическая обстановка);

- фактографические базы и банки  научных данных, обеспечивающие  фундаментальные научные исследования;

- фактографические БД в области  культуры и искусства;

- лингвистические БД, т.е. машинные  словари разного типа и назначения.

Система баз  данных о продукции 

Информация  о продукции является основным видом  технико-экономической информации.

Базы  данных о продукции организуются по однородным группам (видам) продукции  и другим объектам (предприятиям, регионам) и включают:

- номенклатуру, эксплуатационно-технические,  экономические, эргономические и  другие характеристики (показатели) изделий, отражающих их потребительские  свойства, область и условия применения, влияние на человека и окружающую  среду, заменяемость и взаимозаменяемость и т.п.;

- сведения о предприятиях-разработчиках  и изготовителях продукции;

- данные о ценах и условиях  поставок;

- другие данные, представляющие интерес  для участников

рынка продукции.

СБД о продукции создается в  целях демонополизации информационного  рынка и контроля за ценами на информацию о продукции с учетом условий  перехода к рыночной экономике.

Система баз данных реализуется  в виде 2 классов БД:

- государственных БД, строящихся  на основе системы государственной каталогизации продукции, создаваемых для целей планирование и налогообложения;

- коммерческих БД.

Государственная система каталогизации  включает продукцию, выпускаемую государственными организациями и ведомствами (министерство обороны, министерство энергетики, министерство транспорта и др.).

Поступление информации о продукции  в системе каталогизации может  строится как на административной, так и на экономической основе.

Коммерческие БД создаются на базе товарных бирж, предприятий оптовой торговли, центров НТИ и других негосударственных предприятий.

Экономическая информация

Создание баз и банков экономической  информации является важным фактором функционирования общества в условиях перехода к регулируемой рыночной экономике.

Развитие информационного обеспечения регулируемой рыночной экономики будет происходить с учетом 2 основных факторов:

1. Сокращение объема отчетных данных, представляемых предприятиями и организациями органам управления и государственной статистики.
2. Существенное возрастание информационных потребностей Совета федерации, предприятий, организаций, населения, органов территориального и межотраслевого управления в социально-экономической информации.

Основным направлением развития БД социально-экономической информации является создание следующих интегрированных БД:

1. Регистры и БД учетно-статистических единиц: 

- паспорта социально-экономического  развития административно-территориальных  единиц (субъектов федерации, властей       самоуправления)