Інформаційно-комунікаційне забезпечення фінансової діяльності навчальний посібник

За функціями: інформаційні, операційні.

За сферою застосування: універсальні, спеціалізовані. За потужністю: настільні, корпоративні.

За орієнтацією на основну категорію користувачів: для розробни-

ків, для користувачів.

За характером переважного методу обробки інформації: OLTP і

OLAP.

За мірою доступності: публічні, приватні.

За характером взаємодії з користувачем: активні, пасивні.

За формою власності: державні й недержавні.

За умовами надання послуг: безкоштовні та платні (некомерційні та комерційні).

За можливістю доступу до даних: загальнодоступні та з обмеже-

ним колом користувачів.

За технологією обробки даних БД підрозділяються на централізо-

вані й розподілені.

Централізована база даних зберігається в пам'яті однієї обчислювальної системи. Якщо ця обчислювальна система є компонентом мережі ЕОМ, можливий розподілений доступ до такої бази. Такий спосіб використання баз даних часто застосовують у локальних мережах ПК.

Розподілена база даних складається з декількох, можливо таких, що перетинаються або навіть дублюють одна одну, частин, збережених у різних ЕОМ обчислювальної мережі. Робота з такою базою здійснюється за допомогою системи управління базою даних (СУБД).

За способом доступу до даних БД поділяються на БД з локальним доступом і БД з мережевим доступом.

База даних називається БД з локальним доступом, якщо ця обчислювальна система є компонентом мережі ЕОМ і можливий розподілений доступ до такої бази. Такий спосіб використання БД часто застосовують

улокальних мережах персональних комп'ютерів.

Звидаленим (мережевим) доступом база даних називається у тому випадку, коли частини БД можуть перетинатися або навіть дублюватися, але зберігаються в різних ЕОМ обчислювальної мережі.

Системи централізованих баз даних з мережевим доступом передбачають різні архітектури подібних систем: файл-сервер, клієнт-сервер, трирівневу архітектуру.

21

Файл-сервер. Архітектура систем БД з мережевим доступом передбачає виділення однієї з машин мережі в якості центральної (сервера файлів) (рис. 1.3). На такій машині зберігається спільно використовувана централізована БД. Усі інші машини мережі виконують функції робочих станцій, за допомогою яких підтримується доступ користувальницької системи до централізованої бази даних. Файли бази даних відповідно до користувальницьких запитів передаються на робочі станції, де в основному й виконується обробка. У разі великої інтенсивності доступу до тих самих даних продуктивність інформаційної системи знищується. Користувачі можуть створювати також на робочих станціях локальні БД, які використаються ними монопольно.

Сервер БД

Передача файлів БД для обробки

Обробка	Зберігання

Робочі станції

Рис. 1.3. Архітектура "файл-сервер"

Клієнт-сервер. У цій концепції (рис. 1.4) мається на увазі, що, крім зберігання централізованої бази даних, центральна машина (сервер бази даних, наприклад, Microsoft SQL Server або Oracle) повинна забезпечувати виконання основного обсягу обробки даних. Запит на дані, які видає клієнт (робоча станція), породжує пошук і отримання даних на сервері. Отримані дані (але не файли) транспортуються мережею від сервера до клієнта. Специфікою архітектури "клієнт-сервер" є використання мови запитів SQL.

Зараз все більша кількість інформаційних систем розробляються з використанням так званої трирівневої архітектури, що становить інфор-

22

маційну систему у вигляді сукупності трьох компонент: сервера БД, клієнтського додатка та сервера додатків (рис. 1.5).

Зберігання
та обробка	Сервер БД

Транспортування витягнутих даних і БД

Робочі станції

Рис. 1.4. Архітектура "клієнт-сервер"

Сервер баз даних		Сервер додатків	Клієнт
БД	БД	Бізнес-логіка
	БД	Логіка даних	Презентаційна
			логіка

Рис. 1.5. Трирівнева архітектура

Клієнт – це інтерфейсний (зазвичай графічний) компонент, який складає перший рівень, власне додаток для кінцевого користувача. Перший рівень не повинен мати прямих зв'язків із БД, має бути навантаженим основною бізнес-логікою і зберігати стан додатка. На перший рівень може бути винесена і зазвичай виноситься найпростіша бізнес-логіка: інтерфейс авторизації, алгоритми шифрування, перевірка внесених значень на допустимість і відповідність формату, нескладні операції (сортування, групування, підрахунок значень) з даними, вже завантаженими на термінал.

23

Сервер додатків розташовується на другому рівні. На другому рівні зосереджена велика частина бізнес-логіки. Поза ним залишаються фрагменти, що експортуються на термінали, а також вміщені в третій рівень збережені процедури і тригери.

Сервер БД забезпечує зберігання даних і виноситься на третій рівень. Зазвичай це стандартна реляційна або об'єктно-орієнтована СУБД. Якщо третій рівень є БД разом зі збереженими процедурами, тригерами і схемою, яка описує додаток в термінах реляційної моделі, то другий рівень будується як програмний інтерфейс, що пов'язує клієнтські компоненти з прикладною логікою бази даних.

Основними перевагами виділення логіки додатка в окрему складову є можливість повторного використання логіки додатка, підвищення продуктивності використовуваного сервера бази даних, можливість масштабування системи в цілому і відносна незалежність системи від конкретного виробника СУБД.

1.3. Принципи побудови та фундаментальні властивості баз даних

В основі побудови БД лежать наукові принципи, на базі яких розробляють високоякісні системи, що відповідають сучасним вимогам. Вибір принципів побудови БД і їхнє втілення в конкретній системі складають основу проектування [23].

З множини використовуваних принципів можна виділити найбільш істотні: принцип інтеграції даних і принцип централізації управління ними. Обидва принципи відображають суть банку даних: інтеграція є основою організації БД, централізація управління – основою організації і функціонування СУБД. Інші принципи тією чи іншою мірою пов'язані з першими. Окремі з них є їх результатом або одним із можливих шляхів реалізації. Так, інтеграція даних передбачає взаємозалежність (зв'язність) даних; зв'язність, у свою чергу, разом із принципом композиції дозволяє звести надлишковість даних до мінімуму [23].

Модульність – принцип, згідно з яким БД розподіляється на окремі іменовані сутності, так звані модулі. Модульність часто є засобом спрощення завдання проектування БД і розподілу процесу розробки БД між групами розробників. У процесі розподілу БД на модулі для кожного мо-

24

дуля зазначається реалізована ним функціональність, а також зв'язки з іншими модулями.

Багаторівневість архітектури полягає в реалізації двох основних аспектів: мінімізація функціональності клієнтських компонентів, що залишає за клієнтом тільки функції користувальницького інтерфейсу; максимальне спрощення та уніфікація клієнтського програмного забезпечення і звільнення сервера БД від невластивих йому функцій.

Централізація управління даними – полягає в передачі всіх функцій управління даними єдиному комплексу керівних програм – системі управління базами даних.

Зв'язність – технологія встановлення посилань між сутностями. По- в'язані дані – це дані, опубліковані відповідно до принципів, що забезпечують встановлення зв'язків між наборами даних, наборами елементів і словниками значень.

Суть принципу інтеграції даних полягає в об'єднанні окремих, взаємно не пов'язаних даних у єдине ціле, в ролі якого виступає БД. У результаті вказаного для користувача і його прикладних програм усі дані подаються єдиним інформаційним масивом. При цьому полегшуються пошук взаємозалежних даних і їхня спільна обробка, зменшується надлишковість даних, спрощується процес ведення БД.

Інтеграцію даних необхідно розглядати на двох рівнях – логічному й фізичному. На логічному рівні множина структур даних відображається як єдина структура даних, на фізичному рівні автономні файли об'єднуються в базу даних.

Принцип цілісності даних відображає вимогу адекватності збереженої в БД інформації стану предметної області: у будь-який момент часу дані повинні точно відповідати властивостям і характеристикам об'єктів. Порушення цілісності виникає внаслідок спотворення або навіть руйнації (стирання) всіх або частини даних, а також як результат запису в базу даних неправильної інформації. Підтримання цілісності досягається за рахунок контролю вхідної інформації, періодичної перевірки збережених у БД даних, застосуванням спеціальної системи відновлення даних, а також іншими заходами.

Під незалежністю даних розуміють незалежність прикладних програм від збережених даних, за якіої будь-які зміни в організації даних не потрбують корекції цих програм. Одним зі шляхів досягнення незалежності є введення додаткових рівнів абстрагування даних (принцип багато-

25

рівневості). Замість двох традиційних рівнів, передбачених базовим програмним забезпеченням і стандартними мовами програмування, – логічного й фізичного – в архітектурі БД використовується принцип трирівневої організації даних: логічний рівень поділяється на два – зовнішній (рівень користувача) і концептуальний (загальний системний рівень даних).

Інший шлях досягнення незалежності даних – передача СУБД частини функцій, що раніше покладалися на прикладні програми. Маються на увазі функції, пов'язані з організацією доступу до БД. При цьому прикладна програма ніяк не пов'язана ні з БД, ні з методом доступу. Вона лише формує і передає ядру інформацію, необхідну для пошуку даних.

Незалежність даних досягається також застосуванням і дотриманням принципу відділення опису даних від процедур їх обробки. Нарешті істотним чинником забезпечення незалежності слід вважати реляційний підхід до побудови БД – розробку бази даних на основі реляційної моделі даних і використання методів та засобів реляційної алгебри в процесі обробки даних. Найбільший ефект досягається раціональним поєднанням усіх зазначених шляхів.

Відсутність надлишковості – це стан даних, коли кожний елемент присутній у БД в єдиному екземплярі. Надлишковість може мати місце як на логічному рівні, коли в структурі даних повторюються ті самі типи даних, так і на фізичному, коли дані зберігаються в двох або більше екземплярах. Принцип інтеграції дозволяє звести надлишковість до мінімуму.

Під несуперечливістю розуміють смислову відповідність між даними. Це такий стан бази даних, за якого збережені в ній дані не суперечать одна одній. Розрізняють два аспекти несуперечливості: смислову відповідність різнотипних даних і ідентичність (рівність) даних, які дублюються.

Принцип зв'язності даних полягає в тому, що дані в БД взаємозалежні і зв'язки відображають відношення між об'єктами предметної області. Множина типів даних і множина зв'язків утворюють логічну структуру даних. Наявність зв'язків між записами в БД дозволяє зменшити надлишковість, спростити і прискорити пошук даних.

Принцип централізації упавління полягає в передачі всіх функцій управління даними єдиному комплексу керівних програм – системі управління базами даних. Як уже було зазначено, всі операції, пов'язані з доступом до БД, виконуються не прикладними програмами, а централі-

26

зовано – ядром СУБД – на основі інформації, яку отримують із цих програм. Дотримання такого принципу дозволяє автоматизувати роботу з базами даних і тим самим істотно підвищити ефект, який отримують від застосування інформаційної системи.

Відділення опису даних від процедур їхньої обробки передбачає, що опис даних виключається з прикладних програм, складається і транслюється окремо від них і зберігається в базі даних (або поза нею у вигляді окремого файла. Виведення цих описів за рамки прикладної програми робить її більш незалежною від БД, полегшує процес програмування, зменшує розміри необхідної для програми пам'яті, підвищує гнучкість маніпулювання даними.

На основі зазначених принципів формується архітектура БД-концепції взаємозв'язку логічних, фізичних і програмних компонентів системи.

Проектована БД повинна мати певні властивості, серед яких слід виділити такі:

Цілісність. БД має властивість цілісності, якщо вона задовольняє деяким певні обмеження значень даних та зберігає цю властивість для всіх модифікацій (заміни, додавання або видалення) бази даних.

Узгодженість. БД має властивість узгодженості відносно певної сукупності користувачів, якщо в будь-який момент часу база даних реагує на їх запити однаковим чином (тобто всі користувачі на заданий ними конкретний запит отримують однакову відповідь).

Відновлюваність – запроектована можливість збереження за допомогою СУБД цілісності бази даних після будь-якого збою системи.

Безпека. Безпека БД передбачає захист даних від навмисного і ненавмисного доступу, модифікації або руйнування. Застосовується заборона несанкціонованого доступу, захист від копіювання та криптографічний захист.

Ефективність. Властивість ефективності зазвичай розуміють як: мінімальний час реакції на запит користувача, мінімальні потреби в па- м'яті, поєднання цих параметрів.

1.4. Напрями використання баз даних

БД стають важливим інформаційним ресурсом сучасної держави та цінним інформаційним продуктом. Вони є особливим видом інформацій-

27

ного товару. З одного боку, БД можуть розглядатися як кінцевий інформаційний продукт для локального використання, з іншого – як основа для надання інформаційних послуг в інтерактивному режимі.

Для вирішення проблеми створення національних інформаційних систем та мереж з різноманітними базами і банками даних була розроблена концепція формування інтегрованої автоматизованої системи національних, комерційних банків даних і локальних БД України. У країні, яка переживає серйозні економічні зміни, організаційний фактор державної політики стає особливо актуальним. Цей документ регламентує ряд положень щодо створення та функціонування національних баз даних, але процеси його впровадження стримуються через згадані причини, і тому БД України практично не представлена на інформаційному ринку.

Якщо класифікувати наявні сфери застосування БД, то можна отримати приблизний список найбільш поширених класів, що одержали поширення і застосування у всіх сферах застосування баз даних:

документографічні та документальні, які застосовуються у всіх базах органів влади і управління;

бази даних з економічної та кон'юнктурної інформації (статистична, кредитно-фінансова, зовнішньоторговельна);

фактографічні бази соціальних даних, що включають відомості про населення і соціальне середовище;

бази даних промислової, будівельної та сільськогосподарської продукції;

бази даних транспортних систем; довідкові дані для населення та установ (енциклопедії та довідни-

ки, розклади літаків і поїздів, адреси і телефони громадян та організацій); ресурсні бази даних, що включають фактографічну інформацію про природні ресурси (землю, воду, надра, біоресурси, вторинні ресурси і ві-

дходи, екологічну обстановку); фактографічні бази і банки наукових даних, що забезпечують фун-

даментальні наукові дослідження; фактографічні бази даних в галузі культури і мистецтва;

лінгвістичні бази даних, тобто машинні словники різного типу і призначення.

Слід розглянути деякі різновиди БД, особливо ті, що доступні широкому загалу в мережі Інтернет. Плідно працюють над вирішенням питань створення БД Книжкова палата України, Національна бібліотека України

28

ім. В. І. Вернадського – провідні установи, які закладають основи створення автоматизованих інформаційних ресурсів, БД національної бібліографії України і БД, що відображають законодавчі процеси, сучасне со- ціально-політичне, економічне життя України.

Електронні бібліографічні бази даних:

неперіодичних видань каталог книг та брошур – з 1991 р.; "Літопис книг" – з 2001 р.; каталог авторефератів дисертацій – з 2006 р.;

"Літопис авторефератів дисертацій" – з 2001 р.; нотних видань – з 2007 р.; "Літопис нотних видань" – з 2003 р.; картографічних видань – з 2007 р.;

"Літопис картографічних видань" – з 2005 р.; образотворчих видань – з 2007 р.; "Літопис образотворчих видань" – з 2005 р.; електронних видань – з 2002 р.

Електронні бібліографічні бази даних періодичних та продовжуваних видань:

газетні видання (оновлюються щоденно); "Літопис газетних статей" – з 2005 р.; журнальні видання (оновлюються щоденно) ; "Літопис журнальних статей" – з 2003 р.; "Літопис рецензій" – з 2003 р.

Електронні ретроспективні бібліографічні бази даних: "Спецфонд Книжкової палати України" 1917 – 1921 рр.; каталог неперіодичних видань 1917 – 1918 рр.; персональні бібліографічні посібники 1926 – 1930 рр.; журнальні видання 1917 – 1935 рр.; газетні видання 1917 – 1938 рр.

Довідкові бази даних:

база даних користувачів ISBN/ISMN (оновлюється щоденно);

база даних статистичного обліку друкованих видань (оновлюється щоденно).

Бази даних інформаційного забезпечення тематичних напрямів: євроінтеграція України та співробітництво з НАТО – з 2007 р.; функціонування державної мови в Україні, регіональних мов та мов

національних меншин – з 2008 р.;

29

видання творів лауреатів Національної премії України імені Тараса Шевченка – з 2008 р.;

голодомор 1932 – 1933 років в Україні – публікації за 2008 р. Питання формування та використання електронних БД вирішують-

ся міжвідомчою Радою з питань інформатизації бібліотек при Міністерстві культури і мистецтв України у рамках "Державної програми автоматизації бібліотек України". На даному етапі інформаційні ресурси бібліотек України розкривають більш ніж 100 електронних БД бібліотек загальнодержавного значення, а також наукових і обласних універсальних бібліотек. На сьогодні бібліотеки України – споживачі онлайнових систем доступу до закордонних та вітчизняних БД.

Основні комерційні БД України розробляються Українською інформаційною корпорацією "УкрНТІЕ". Створено національні БД завершених науково-дослідницьких і дослідно-конструкторських розробок, стандартів, патентів і винаходів, промислових зразків і товарних знаків. Ведеться робота зі створення інформаційної БД інтелектуальної промислової власності України. Корпорація об'єднує понад 20 регіональних центрів, організацій, фірм і малих підприємств.

Одне з провідних місць на інформаційному ринку України посідає Інститут проблем реєстрації інформації НАН України, який вирішує проблему створення Національного банку комп'ютерної інформації. Створено систему розповсюдження комп'ютерної інформації з каналів телевізійного мовлення за допомогою комп'ютерної телегазети "Все – всім", укладено контракти з світовими інформаційними агентствами і системами банків інформації, що дає користувачу доступ до інформаційних ресурсів Європи та США через шлюзові служби доступу в Німеччині (Mead

First Search Data Central, Dialog Information Orbit Search Services, BRS ISTN International, Telesystemes Questel, FIZEPM/Karlsruhe).

Одна з найперспективніших послуг – надання маркетингової підтримки комерційним структурам на основі БД.

На українському інформаційному ринку функціонують комерційні організації різного масштабу, що створюють БД і надають доступ до них. Ці організації функціонують переважно в секторі правової та комерційної інформації ("Ліга", "Аскольд", "Біт"). Відсутність на Україні довідковонавігаційних засобів, які реєструють створені БД, не дає можливості детально проаналізувати БД, що функціонують і ставить питання про необхідність створення джерел довідкової інформації. Попереду робота над створенням БД у рамках інформаційних систем регіонів.

30