Автоматизированные информационные системы и их роль в управлении предприятием

Еще одна удобная функция в базе данных – это сквозное прохождение по документам.

Описанные выше функции в разных реализациях информационных систем имеют специфические черты, ориентированные на конкретное прикладное применения.

3.2. Классификация баз данных

По характеру хранимой информации базы данных бывают:

— фактографические (картотеки);

— документальные (архивы).

По способу хранения данных:

— централизованные (хранятся на одном компьютере),

— распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).

По структуре организации данных:

— табличные (реляционные),

— иерархические,

Информация в базах данных структурирована на отдельные записи, которыми называют группу связанных между собой элементов данных. Характер связи между записями определяет два основных типа организации баз данных: иерархический и реляционный.

В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Иерархическая база данных по своей структуре соответствует структуре иерархической файловой системы.

Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу.

Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

В реляционной БД используются четыре основных типов полей:

                       Числовой,

                       Символьный (слова, тексты, коды и т.д.),

                       Дата (календарные даты в форме «день/месяц/год»),

                       Логический (принимает два значения: «да» - «нет» или «истина» - «ложь»).

Строки таблицы являются записями об объекте. Запись БД – это строка таблицы, содержащая набор значения определенного свойства, размещенный в полях базы данных.

3.3. Понятие системы управления базами данных: функции, классификация

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определенным критериям и т. п.

Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.

Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Популярные СУБД - Oracle, Access for Windows, Paradox и т.д. . Для менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые системы (ИПС), которые выполняют следующие функции:

                       хранение большого объема информации;

                       быстрый поиск требуемой информации;

                       добавление, удаление и изменение хранимой информации;

                       вывод ее в удобном для человека виде.

Рассмотрим, какими основными функциями обладает СУБД:

                  управление данными во внешней памяти (на дисках);

                  управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

                  журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

                  поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Классификация СУБД подразумевает следующие признаки.

По модели данных:

                  Иерархические

Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов.

                  Сетевые

К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся: уровень, элемент (узел), связь.

Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

Также, поскольку логика процедуры выборки данных зависит от физической организации этих данных, то эта модель не является полностью независимой от приложения. Другими словами, если необходимо изменить структуру данных, то нужно изменить и приложение.

                  Реляционные

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы — один элемент данных

- все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)

- каждый столбец имеет уникальное имя

- одинаковые строки в таблице отсутствуют

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным

Базовыми понятиями реляционных СУБД являются:

- атрибут

- отношение

- кортеж

                  Объектно-ориентированные

Объектно-ориентированная (объектная) СУБД — система управления базами данных, основанная на объектной модели данных. Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами, в виде неструктурированных данных, и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира. Объектно-ориентированные базы данных обычно рекомендованы для тех случаев, когда требуется высокопроизводительная обработка данных, имеющих сложную структуру.

                  Объектно-реляционные

Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) — реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, реализующие объектно-ориентированный подход.

Разница между объектно-реляционными и объектными СУБД: первые являют собой надстройку над реляционной схемой, вторые же изначально объектно-ориентированы. Главная особенность и отличие объектно-реляционных, как и объектных, СУБД от реляционных заключается в том, что О(Р)СУБД интегрированы с Объектно-Ориентированным (OO) языком программирования, внутренним или внешним как C++, Java. Характерные свойства ОРСУБД - 1) комплексные данные, 2) наследование типа, и 3) объектное поведение.

Комплексные данные могут быть реализованы через постоянно-хранимые объекты (persistent objects). Создание комплексных данных в большинстве существующих ОРСУБД основано на предварительном определении схемы через определяемый пользователем тип (UDT - user-defined type). Используются также встроенные конструкторы составных типов, например массив (ARRAY).

Иерархия структурных комплексных данных предлагает дополнительное свойство, наследование типа. То есть структурный тип может иметь подтипы, которые используют все его атрибуты и содержат дополнительные атрибуты, специфицированные в подтипе.

Объектное поведение закладывается через описание программных объектов. Такие объекты должны быть сохраняемыми и переносимыми для обработки в базе данных, поэтому они называются обычно как постоянные (или долговременные) объекты. Внутри базы данных все отношения с постоянным программным объектом есть отношения с его объектным идентификатором (OID).Объектно-реляционными СУБД являются, к примеру, широко известные Oracle Database, PostgreSQL, FirstS                                                                 QL/J.

По степени распределённости:

                  Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

                  Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

              По способу доступа к БД:

                  Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей.

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

                  Клиент-серверные

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

                  Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы.

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

3.4. Сравнительный анализ существующих СУБД

Существует достаточно большое количество серверных систем управления базами данных от большого числа производителей. Несмотря на это среди них можно выделить следующих производителей, которые по праву можно считать лидерами данного сегмента рынка: Microsoft, Oracle, IBM. Эти корпорации являются лидерами во многих сферах информационных технологий.

Например, для сравнение возьмем три известные СУБД:

              MS SQL Server 2008

              Oracle Database

              MySQL

Будем сравнивать их, взяв за базовую единицу сравнения MS SQL Server 2008.

3.4.1. Сравнение MS SQL Server с Oracle Database

Microsoft SQL Server 2008 обеспечивает платформу данных, во многом превосходящую Oracle Database: лучшая безопасность, производительность и масштабируемость, продуктивность разработчиков и средства бизнес-аналитики (BI) — и все при более низкой совокупной стоимости владения, чем родуктов Oracle.

Рисунок 3.1. – Общее сравнение двух продуктов

1) Безопасность

В SQL Server 2005 не было НИ ОДНОЙ уязвимости на протяжении последних четырех лет, в то время как в продуктах баз данных Oracle критических уязвимостей было 330 (по данным государственной базы данных уязвимостей, NIST).  Высокий уровень безопасности SQL Server 2008 достигается благодаря:

                  расширенным компонентам обеспечения безопасности,  включенным в редакции Standard, Enterprise и Workgroup. У Oracle в редакциях standard и enterprise безопасность находится на начальном уровне, и только для редакции Enterprise можно отдельно приобрести дополнительные дорогостоящие компоненты безопасности;

Компоненты обеспечения безопасности:

1.                  Обеспечение безопасности данных по всему предприятию