Розділ «6. АВТОМАТИЗОВАНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ОБРОБЛЕННЯ, УПРАВЛІННЯ ТА АНАЛІЗУ ІНФОРМАЦІЇ»

Рис. 6.2. Основні компоненти інформаційної технології управління

6.3. Електронна організація баз даних

Основним місцем зберігання економічної інформації и інформаційних системах є бази даних. Елементи реального світу, інформація про які зберігається та використовується у БД називаються об'єктами БД. База даних – це інтегроване сховище взаємопов'язаних даних конкретної предметної області.

Організація даних у внутрішньомашинній сфері характеризується двома рівнями логічним і фізичним.

Фізична організація даних визначає спосіб розміщення даних безпосередньо на машинному носії. У сучасних прикладних програмних засобах цей рівень організації забезпечується автоматично без втручання користувача.

Логічна організація даних залежить від програмних засобів, та пов'язана з видом моделі даних. Процес зберігання даних про економічний об'єкт з певними їхніми зв'язками в сучасних комп'ютерах вимагає застосування відповідних моделей. Модель даних – це сукупність взаємопов'язаних структур даних та проведення операцій над цими структурами. В залежності від вигляду моделі і типу структур – знаходяться методи організації і обробки даних.

Метод логічної організації даних відображає концепцію БД і є однією з ознак класифікації БД. В теорії систем управління базами даних виділяють такі основні моделі організації даних: файлову, ієрархічну, мережеву і реляційну [15]. Інформаційні масиви БД, відповідно до цих моделей, можуть бути організовані: у виді окремих незалежних файлів або бути інтегрованою сукупністю взаємозалежних масивів.

Тип відношень між об'єктами інформації, що зберігаються в БД визначає модель організації конкретної бази даних. Основними моделями таких відношень є: один до одного (1:1); один до багатьох (1:N); багато до багатьох (M:N).

У файлових системах реалізовується модель типу "плоский файл". Такий підхід використовується у пакетних системах обробки інформації. Модель внутрішньомашинної інформаційної бази являє собою сукупність незалежних, не пов'язаних між собою локальних інформаційних файлів, які мають лінійну структуру. Інформаційні файли проектуються окремо для кожної конкретної задачі чи комплексу задач. Файли складаються з однотипних записів. Основні типи структур даних файлової моделі – це поле, запис, файл. Запис є основною структурною одиницею обробки даних у файлових моделях. При опису логічної організації даних кожному файлу привласнюється унікальне ім'я і дається опис структури його записів. Дані вводяться і зберігаються без індексування (доступ по ключу), а при пошуку і створенні вихідних форм обробляються послідовно.

Переваги файлової моделі: відносна простота організації файлової моделі, але ця модель має суттєві недоліки, а саме:

1. Надмірність даних. Для розв'язування різних задач управління використовуються одні й ті самі дані. Інформація одного й того самого об'єкта управління розподіляється між багатьма файлами. Це приводить до дублювання даних в інформаційних масивах та неекономного використання пам'яті комп'ютера.

2. Неузгодженість даних. Сутність цього недоліку полягає в тому, що одна й та сама інформація може розміщуватись у різних файлах. При цьому технологічно складно простежити за внесенням змін одночасно в усі файли. Через це може виникнути неузгодженість даних – це коли одне й те саме поле в різних файлах може мати різні значення.

3. Залежність структур даних і прикладних програм. Сутність цього полягає в тому, що при файловій організації логічна та фізична структура файлу повинна мати опис у прикладній програмі. При зміні логічної чи фізичної структури файлу прикладна програма має бути модифікована. Але зміни в одній програмі часто потребують внесення змін до інших інформаційно пов'язаних програм, що призводить до значного збільшення вартості супроводу програмних засобів (іноді вартість супроводу програмних засобів досягає 70 % вартості їх розроблення).

Таким чином, файлові моделі організації недостатньо гнучкі при маніпулюванні даними.

В ієрархічної моделі всі об'єкти БД утворюють структуру, де всі елементи зв'язані відношеннями підпорядкованості, (ієрархічно організований набір). Ієрархічна модель визначається двома типами відношень: 1:1 і 1:N і подається у вигляді деревоподібних структур. Перевагою цієї моделі є простота моделювання предметних областей. Але не всі зв'язки можна врахувати за допомогою ієрархічної моделі, що створює певні труднощі при програмній реалізації.

Мережева модель складається з набору елементів (об'єктів) і набору зв'язків між ними. Мережний підхід до організації даних є розширенням ієрархічного. Використання його дає змогу представлення зв'язків між реальними об'єктами, складніших порівняно з ієрархічною моделлю. За допомогою мережевої моделі можна моделювати відношення 1:1, 1:N, N:l, N:N.

У ієрархічних та мережевих моделях можливий доступ по ключу до інформаційних елементів. Доступ до записів файлу виконується за допомогою індексування. При цьому створюється додатковий індексний файл, який містить у впорядкованому вигляді всі значення ключа файлу даних. При наявності індексного файлу по заданому ключу здійснюється прямий доступ до потрібного запису (можна швидко відшукати запис).

Таким чином, мережна або ієрархічна моделі даних представляють сукупність взаємопов'язаних об'єктів. Зв'язок двох об'єктів відображає їх підлеглість.

Переваги ієрархічних та мережевих моделей: компактність та висока швидкодія. Недоліки: не універсальність та високий ступень залежності від конкретних даних.

У реляційної моделі об'єкти і взаємозв'язки між ними представляються за допомогою таблиць. Найпростіша двовимірна таблиця визначається як відношення (relation). В реляційної моделі дії над даними зведені до операцій реляційної алгебри. Ці операції виконуються над відношеннями (об'єднання, перетинання, декартовий добуток, проекція, вибірка та інші). Крім того, є певний набір формальних вимог універсального характеру до організації даних. Ці вимоги до стану таблиць даних одержали назву нормальних форм. Нормальні форми вводять обмеження і дозволяють мінімізувати дублювання даних.