Глава 3. Базы данных в экономических информационных системах

3.1. Базы данных: основные понятия и определения

Что же такое базы данных и чем они отличаются от других способов организации данных, таких, как размещение отдельных файлов в структуре папок на диске или в виде Web-страниц? Прежде чем дать строгое определение, рассмотрим основные требования, предъявляемые к БД, на конкретном примере.

Предположим, что необходимо создать информационную систему для некоторой торговой организации. В организации имеется каталог товаров, картотеки поставщиков и покупателей, ведется учет наличия товаров на складе, оформленных и исполненных заказов. Система должна автоматизировать хранение и обновление этих разнородных и взаимосвязанных данных.

Первым очевидным требованием является непротиворечивость данных. Не должно быть такой ситуации, когда заказывается отсутствующий на складе товар или в результате ошибки ввода информация о покупателе в заказе не соответствует данным картотеки покупателей. В теории баз данных такое требование называется требованием целостности.

Целостность базы данных подразумевает поддержание полной, непротиворечивой и адекватно отражающей предметную область информации.

С требованием целостности данных связано понятие транзакции.

Транзакция – это последовательность операций над БД, рассматриваемых как единое целое. Транзакции выполняются по принципу все или ничего. Например, при оформлении заказа на определенный товар в нашей системе должны выполниться две операции над данными, хранящимися в различных частях БД. Во-первых, должна быть произведена регистрация заказа и, во-вторых, дол-жно произойти резервирование указанного количества товара и соответствующим образом уменьшено количество товара на складе, предлагающегося к дальнейшим продажам. На любом этапе изменения данных возможен технический или программный сбой. В таком случае целостность БД будет нарушена: с одной стороны, продано определенное количество товара, с другой – к продаже предлагается такое же количество товара, как и до оформления заказа. Для предотвращения подобных нарушений вводится транзакция «Оформление заказа» (рис. 16), в которой над БД либо должны произвестись все необходимые операции (товар продан, уменьшен его запас на складе), либо должен произойти возврат к исходному состоянию (товар не продан, его количество на складе не изменилось).

Актуальность хранимых данных. В любой момент времени информация, содержащаяся в БД, должна отражать текущую ситуацию в отделе заказов и на складе, представлять современные данные о товарах и клиентах.

Рис. 16. Транзакция «Оформление заказа»

Многоаспектное использование данных. Рассмотрение бизнес-процессов даже на небольшом торговом предприятии показывает, что информация о клиенте может поступать по различным каналам: в процессе заключения договора – через отдел маркетинга, в процессе оплаты счетов – от финансового отдела, в процессе отгрузки товара – от отдела сбыта и т. д. Вся информация хранится в одном месте – в единой базе данных – и может быть использована любым отделом предприятия в соответствии с правами доступа и функциями. Информационная система предприятия должна быть многофункциональной. Необходимо вести учет заказов, учет новых товаров, движение товаров на складе, обрабатывать данные о покупателях, проводить анализ продаж, составлять итоговые отчеты. В небольшой организации проводить эту работу может один сотрудник, в крупных компаниях с большой интенсивностью заказов и движения товаров каждый сотрудник имеет свой участок работы. В любом случае система должна предоставить каждому пользователю нужные ему данные в удобной форме. Так, для ведения каталога товаров нужны данные только о товарах, товарных группах и поставщиках. Для анализа продаж могут потребоваться недельные сводки заказов, сгруппированные по отдельным товарам. В ежемесячных отчетах для руководства компании должны быть данные о сбыте для групп товаров.

Возможность модификации системы. В процессе эксплуатации системы может возникнуть необходимость в ее изменении или дополнении новыми функциями. Допустим, что в связи с расширением деятельности нашей торговой организации потребовалось привлечь сторонние организации для доставки товаров, и теперь данные о новых партнерах необходимо включить в систему заказов. Информационная система должна быть построена таким образом, чтобы, во-первых, было возможно ее расширение и модификация данных и, во-вторых, включение новых функций не затрагивало системы в целом.

Надежность. Важным требованием является надежность функционирования системы. Целостность базы данных не должна нарушаться при технических сбоях оборудования. Особенно это актуально при организации работы в сетях, когда сбой на одном из множества участков сети может привести к потере или искажению информации.

Скорость доступа. Система должна обеспечить быстрый доступ к требуемой информации. Время ответа на стандартные запросы к данным должно удовлетворять пользователей системы. При многопользовательской работе с базой данных эффективность поиска информации играет решающую роль.

Быстрота разработки. Кроме перечисленных выше требований, немаловажной является возможность разрабатывать и модифицировать подобные системы за достаточно короткие сроки. Время на разработку должно быть существенно меньше времени использования системы. Особенно это актуально в настоящее время, когда бизнес изменяет свои формы и действует в постоянно меняющемся окружении, что приводит к изменению бизнес-процессов.

Таким образом, организация БД должна быть достаточно гибкой, чтобы обеспечить эффективное получение информации всеми группами пользователей и иметь возможность дорабатывать и изменять структуру хранимых данных без существенных временных и денежных затрат.

Для того чтобы удовлетворить всем требованиям, необходимы некоторые стандартные решения, которые нашли воплощение в концепции баз данных, имеющей два аспекта. Во-первых, структура данных должна быть независима от программ, использующих эти данные, чтобы данные можно было добавлять или перестраивать без изменения программ. Во-вторых, все управление данными должно осуществляться централизованно специальной программной системой, называемой системой управления базами данных (СУБД). Она осуществляет взаимодействие между базой данных и пользователями системы, а также между базой данных и прикладными программами, реализующими определенные функции обработки данных. СУБД обеспечивают надежное хранение боль-ших объемов данных сложной структуры во внешней памяти компьютера и эффективный доступ к ним. Их появление сняло с разработчиков информационных систем необходимость создавать каждый раз весьма сложные компоненты управления данными. К основным функциям СУБД относятся:

– непосредственное управление данными во внешней и оперативной памяти и обеспечение эффективного доступа к данным в процессе решения задач;

– поддержание целостности данных и управление транзакциями;

– ведение системного журнала изменений в базе данных, что обеспечивает восстановление базы данных после технического или программного сбоя;

– реализация поддержки языка описания данных и языка запросов к данным;

– обеспечение безопасности данных;

– возможность параллельного доступа к данным нескольких пользователей.

Построение информационной системы, основанной на БД, можно представить в виде схемы, приведенной на рис. 17.

Рис. 17. Структура информационной системы

Данные в информационных системах описывают определенную предметную область. Предметная область – это область применения конкретной информационной системы: определенная отрасль знаний, предприятие или система предприятий определенной отрасли экономики, отдельные направления деятельности предприятий: производство, снабжение, обслуживание заказов.

База данных представляет собой совокупность взаимосвязанных и специальным образом организованных данных, хранимых во внешней памяти компьютера, которые отображают текущее состояние объектов и процессов в рассматриваемой предметной области.