Структура экономической информации и модели данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Информационные технологии в экономике

(экономический факультет - заочное обучение)

Лекция

Структура экономической информации и модели данных

Цель занятия: ознакомить студентов с понятием и структурой экономической информации; ознакомиться с моделями данных.

Учебные вопросы:

Экономическая информация: особенности, виды и структура.

Понятие базы данных и модели данных.

Понятие системы управления базами данных.

Литература и материальное обеспечение:

[16] стр. 21 … 28.

[4] стр. 23 …25.

Текст лекции обсужден и одобрен на заседании МК ФПИ.

Протокол № .... от “ ... “............ 200.. г.

1. Экономическая информация: особенности, виды и структура

экономический информация иерархический модель

Каждая область человеческой деятельности связана со "своей" информацией.

Важнейшими свойствами информации вообще являются:

* достоверность и полнота;

* ценность и актуальность;

* ясность и понятность.

Важнейшей составляющей управленческой информации является экономическая информация.

Как категория экономическая информация, с одной стороны, соответствует общему понятию "информация", с другой - неразрывно связана с экономикой и управлением народным хозяйством. Поэтому на экономическую информацию распространяются различные толкования и свойства присущие информации вообще и в то же время отражающие ее характерные особенности и отличия, вытекающие из ее природы. Таким образом, экономическая информация представляет собой лишь одну из разновидностей информации, хотя и достаточно важную.

Экономическая информация (широком смысле) - это информация, отражающая и обслуживающая процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ.

Экономическая информация (в узком смысле) - это цифровое и символьное отображение знаний о материальных, трудовых, стоимостных и финансовых аспектах и процессах в экономике, устраняющее неопределенность в исходах этих процессов.

Экономическая информация служит инструментом управления и одновременно принадлежит к его элементам. Она обеспечивает решение задач организационно-экономического управления народным хозяйством. Экономическая информация включает сведения о составе трудовых, материальных и денежных ресурсов и состоянии объектов управления на определенный момент времени. Экономическая информация отражает деятельность предприятий и организаций посредством натуральных, стоимостных и других показателей.

Особенности экономической информации:

преобладание алфавитно-цифровых знаков;

необходимость оформления результатов обработки данных в форме, удобной для восприятия человеком;

широкое распространение документов как носителей исходных данных и результатов их обработки;

организованность, вытекающая и того, что экономическая информация отражает результат интеллектуальной деятельности человека;

неоднородность - в силу основного назначения информации: различать элементы и свойства отражаемых процессов;

возможность преобразования, сохранения, многократного использования и воспроизведения одних и тех же данных, в том числе и одновременно разными потребителями;

значительный удельный вес логических операций при ее обработке.

Эти свойства экономической информации предопределяют научно-техническую необходимость и экономическую целесообразность использования средств вычислительной техники и прежде всего компьютеров при ее сборе, накоплении, передаче и обработке.

Экономическая информация насчитывает много разновидностей (типов), которые выделяются на основе соответствующих классификационных критериев.

Классификация экономической информации

По принадлежности к сфере производства:

ЭИ материального производства;

ЭИ непроизводственной сферы.

Внутри ЭИ делится по отраслям и подотраслям народного хозяйства в соответствии с принят ой их группировкой;

По стадиям воспроизводства и элементам производственного процесса: В силу этого выделяется информация, отражающая

снабжение;

производство;

распределение и потребление;

материальные, трудовые и финансовые ресурсы.

По временным стадиям управления:

прогнозная информация;

плановая информация;

учетная информация;

информация для анализа хозяйственной деятельности;

информация для оперативного управления.

По полноте отражения событии экономическая информация подразделяемся на:

достаточную (полную);

недостаточную;

избыточную.

Для решения задач экономического управления необходима вполне конкретная по содержательности минимальная информация, т.е. достаточная. Избыточная информация содержит излишние данные, которые либо вообще не используются для решения задач (составляют «информационный шум» с его разновидностью для компьютерных сетей - «электронным мусором», или «спамом» (spam - анг.), либо выполняют контрольно-дублирующие функции;

По стадии возникновения:

исходная (первичная) информация, которая возникает в результате действия источников информации (министерства, ведомства, предприятия и других организаций и подразделений), и по этим источникам исходная информация делится на планово-директивную и учетно-отчетную. Планово-директивная информация перемещается ("спускается") вниз по уровням иерархии управления, при этом она разукрупняется, детализируется, "расширяется". Учетно-отчетная информация, наоборот, перемещается вверх по уровням иерархии управления, причем по мере своего продвижения эта информация укрупняется, агрегируется, "сжимается".

Производная (вторичная) информация возникает в результате обработки исходной и другой вторичной - либо только исходной, либо только вторичной. Среди производной информации различают промежуточную и окончательную (результатную) информацию.

По технологии решения экономических задач в системах управления различают входную, промежуточную и выходную информацию.

Структура экономической информации.

Важной характеристикой экономической информации является ее структура. Структура информации достаточно сложна и может включать различные комбинации информационных совокупностей, обладающих определенным содержанием.

Информационная совокупностью - это группа данных, характеризующих объект, процесс, операцию.

По структурному составу информационные совокупности можно разделить на:

* реквизиты;

* показатели;

* документы.

Каждый реквизит характеризуется именем (наименованием), типом и значением. В зависимости от характера отображаемого ими свойства реквизиты делятся на реквизиты-признаки и реквизиты-основания.

Реквизиты-признаки отражают качественные свойства экономического объекта, процесса или явления. Они могут быть выражены в алфавитном, цифровом или алфавитно-цифровом виде. Реквизиты-признаки служат для логической обработки составных единиц, т.е. для поиска, сортировки, группировки, выборки и т.д.

Реквизиты-основания характеризуют количественную сторону процесса или объекта. Они чаще всего выражаются в цифровой форме. Над ними могут выполняться логические и арифметические операции.

Реквизиты можно расчленить и дальше - на символы и биты, но при этом теряется смысловое содержание реквизитов. Для исчерпывающей характеристики экономического процесса, объекта или явления необходима определенная совокупность реквизитов, описывающих качественные и количественные свойства отображаемого объекта.

Совокупность логически связанных реквизитов-признаков и реквизитов-оснований, имеющая экономический смысл, образует показатель.

Экономический показатель характеризует какой-либо конкретный объект, факт, процесс и т.п. с количественной и качественной стороны. Структура экономического показателя приведена на рис. 1. Таким образом, экономический показатель как составная единица информации включает один реквизит-основание и группу взаимосвязанных с ним и между собой по смыслу реквизитов-признаков. Исключение хотя бы одной его составляющей неизбежно влечет потерю смысла.

Как минимальная смысловая единица экономической информации, характеризующая какой-либо объект, экономические показатели делятся на первичные и вторичные (производные, расчетные).

Первичные показатели отражают результаты производственно-хозяйственной деятельности объекта управления, определяемые путем измерения, подсчета, взвешивания и т.п. (например, количество готовой продукции, количество отработанного времени, количество бракованных изделий и т.п.). Они служат исходными данными для формирования различного рода вторичных показателей (например, стоимость готовой продукции, заработная плата, потери от брака и т.п.).

На основе показателей строятся документы. Документы, используемые в процессе управления, планирования и учета, могут включать один или несколько показателей с обязательным указанием лица, ответственного за содержащуюся в них информацию. Кроме того в целях организации обработки информации и реализации функций управления показатели могут образовывать более сложные составные структурные единицы информации: массивы, информационные потоки, информационную базу.

2. Понятие базы данных и модели данных

Теория управления базами данных как самостоятельная дисциплина начала развиваться приблизительно с начала 50-х годов двадцатою столетия.

База данных (database) -- поименованная и организованная (структурированная) совокупность взаимосвязанных данных, которые отражают состояние объектов конкретной предметной области и находятся под центральным программным управлением.

База данных удерживает такой минимальный излишек информации, который позволяет удовлетворить запросы каждого из многочисленных пользователей. Данные представлены совокупностью файлов (таблиц). В широком смысле база данных есть любая упорядоченная совокупность данных.

Возможность применения баз данных для многих прикладных программ пользователя упрощает реализацию комплексных запросов, снижает избыточность хранимых данных и повышает эффективность использования информационной технологии. Минимальная избыточность и возможность быстрой модификации позволяют поддерживать данные на одинаковом уровне актуальности. Независимость данных и использующих их программ является основным свойством баз данных. Независимость данных подразумевает, что изменение данных не приводит к изменению прикладных программ и наоборот.

Классификация баз данных

По размещению данных базы подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.

Технологии обработки информации в БД.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные технологии обработки информации в БД, и соответствующие им архитектуры подобных систем:

* файл-сервер;

* клиент-сервер.

Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно. Архитектура БД с доступом файл-сервер условно отображена на рис. 2а.

Клиент-сервер. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL. Архитектура БД с доступом клиент-сервер условно изображена на рис. 2б.

Модели данных

Модель данных - это совокупность структур данных и операций их обработки.

Модели баз данных базируются на современном подходе к обработке информации, состоящем в том, что структуры данных обладают относительной устойчивостью. Действительно, типы объектов предприятия, для управления которым создается информационная технология, если и изменяются во времени, то достаточно редко, а это приводит к тому, что и структура данных для этих объектов достаточно стабильна. Поэтому возможно построение информационной базы с постоянной структурой и изменяемыми значениями данных. Каноническая структура информационной базы, отображающая в структурированном виде информационную модель предметной области, позволяет сформировать логические записи, их элементы и взаимосвязи между ними. Взаимосвязи могут быть типизированы по следующим основным видам:

"один к одному", когда одна запись может быть связана только с одной записью;

"один ко многим", когда одна запись взаимосвязана со многими другими;

"многие ко многим”, когда одна и та же запись может входить в отношения со многими другими записями в различных вариантах.

Применение того или иного вида взаимосвязей определило четыре основные модели баз данных:

иерархическую,

сетевую,

реляционную.

объектно-ориентированную.

Для пояснения логической структуры основных моделей баз данных рассмотрим такую простую задачу: необходимо разработать логическую структуру БД для хранения данных о трех поставщиках: П₁, П₂ и П₃, которые могут поставлять товары Т₁, Т₂, Т₃, в следующих комбинациях: поставщик П1 - все три вида товаров, поставщик П2 - товары Т1 и Т3, поставщик П3-товары Т2 и Т3.

Иерархическая модель представляется в виде древовидной (иерархической) структуры, в котором объекты выделяются по уровням соподчиненности (иерархии) объектов (рис. 3). Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложными логическими связями.

В иерархической модели используется вид связи между элементами данных "один ко многим". На верхнем, первом уровне находится информация об объекте "поставщики" (П), на втором - о конкретных поставщиках П1, П2 и П3, на нижнем, третьем, уровне - о товарах, которые могут поставлять конкретные поставщики.

Самая высокая вершина называется корнем (главный тип объекта), а остальные, находящиеся на нижних уровнях иерархии, -- подчиненными вершинами. Корень (первый уровень) не подчиняется ни одной вершине. Все остальные вершины (типы объектов) связаны с одной и только одной вершиной, которая размещена на более высоком уровне.

Как видно из схемы иерархической модели данных, ее древовидная структура состоит из узлов и дуг. Узел -- совокупность атрибутов, которые описывают объект. Каждый объект характеризуется надежной совокупностью основных атрибутов. Например, объект «студент» может иметь такие атрибуты: фамилия, имя, отчество, номер группы и др.

В иерархической модели должно соблюдаться правило: каждый порожденный узел не может иметь больше одного порождающего узла (только одна входящая стрелка); в структуре может быть только один непорожденный узел (без входящей стрелки) - корень.

Узлы, не имеющие входных стрелок, носят название листьев. Узел интегрируется как запись. Для поиска необходимой записи нужно двигаться от корня к листьям, т.е. сверху вниз, что значительно упрощает доступ.

Достоинство иерархической модели данных состоит в том, что она позволяет описать их структуру как на логическом, так и на физическом уровне. Недостатками данной модели являются жесткая фиксированность взаимосвязей между элементами данных, вследствие чего любые изменения связей требуют изменения структуры, а также жесткая зависимость физической и логической организации данных. Быстрота доступа в иерархической модели достигнута за счет потери информационной гибкости (за один проход по дереву невозможно, например, получить информацию о том, какие поставщики поставляют, скажем, товар Т1). Указанные недостатки ограничивают применение иерархической структуры.

Если применяется взаимосвязь вида "многие ко многим", то приходят к сетевой модели данных.

Сетевая модель базы данных для поставленной задачи представлена в виде диаграммы связей (рис. 4). В сетевой модели используется вид связи между элементами данных "многие ко многим".

Данные представляются при помощи записей и связей. Запись (объект) в сетевой модели (в отличие от иерархической) может иметь множество как подчиненных ей записей, так и записей, которым она сама подчинена.

На диаграмме указаны независимые (основные) типы данных П1, П2 и П3, т.е. информация о поставщиках, и зависимые - информация о товарах Т1, Т3 и Т3. В сетевой модели допустимы любые виды связей между записями и отсутствует ограничение на число обратных связей. Но должно соблюдаться одно правило: связь включает основную и зависимую записи.

Достоинство сетевой модели БД - большая информационная гибкость по сравнению с иерархической моделью. Однако сохраняется общий для обеих моделей недостаток - достаточно жесткая структура, что препятствует развитию информационной базы системы управления.

Реляционная модель применяется при необходимости частой реорганизации информационной базы. Такое название модель получила от английского термина relation -- отношение. Ее предложил в 70-е годы сотрудник фирмы IBM Эдгар Кодд. Большинство современных БД для персональных ЭВМ являются реляционными.

Реляционная структура (модель) представляет данные в виде двумерной таблицы. Табличная структура данных отражает отношения между реальными объектами и их характеристиками. Поиск и обработка записей не зависят от организации хранения данных в памяти компьютера. При этом эффективно используются математическая логика и алгебра.

Для приведенной выше задачи о поставщиках и товарах логическая структура реляционной БД будет содержать три таблицы (отношения): R1, R2, R3, состоящие соответственно из записей о поставщиках, о товарах и о поставках товаров поставщиками (рис. 5).

Таблица R1 представляет поставщиков. Каждый поставщик имеет номер, уникальный для этого поставщика, фамилию (естественно, неуникальную), значение рейтинга и местонахождение (город).

Таблица R2 описывает виды товаров. Каждый товар имеет уникальный номер, название, вес и цвет.

В таблице R3 отражена поставка товаров. Она служит для того, чтобы связать между собой две другие таблицы. Например, первая строка этой таблицы связывает определенного поставщика из таблицы R1 (поставщика П1) с определенным товаром из таблицы R2 (с товаром Т1). Иными словами, она представляет поставку товаров вида Т1 поставщиком по фамилии П1 и объем поставки, равный 300 шт. Таким образом, для каждой поставки имеется номер поставщика, номер товара и количество товара.

Основной принцип реляционных структур баз данных -- получение из таблицы необходимых отношений и формирование новых. Таблицы находятся между собой в соответствующих отношениям (связях). На основе первичной таблицы при помощи логических операций формируется новая таблица соответствующей структуры. Каждый файл соответствует какому-нибудь понятию из предметной области.

В реляционных моделях имеются следующие типы объектов: таблицы (отношения), атрибуты (реквизиты) и домены (допустимые значения атрибутов). Операторы определяются реляционной алгеброй.

Понятие базы данных тесно связано с такими основными структурными элементами, как таблица, запись и поле.

Таблица - совокупность записей одной структуры. Одна таблица представляет один объект и состоит из столбцов и строк.

Таблица (отношение) обладает следующими свойствами:

каждый элемент таблицы (на пересечении строки и столбца) есть один элемент данных;

столбцам присваиваются уникальные имена;

элементы столбца имеют одинаковую природу (однородны);

в таблице нет двух одинаковых строк;

при выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке, независимо от их информационного содержания.

Запись - это совокупность логически связанных полей (строка таблицы).

Поле - элементарная единица логической организации данных (столбец таблицы), которая соответствует неделимой единице информации - реквизиту.

Элементы реляционной модели

Элемент реляционной модели	Форма представления
Отношение	Таблица
Схема отношения	Строка заголовков таблицы
Запись (кортеж)	Строка таблицы
Поле	Описание свойств объекта
Атрибут	Заголовок столбца таблицы
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов
Тип данных	Тип значений элементов таблицы

Достоинствами реляционной модели данных являются:

простота представления данных (таблица);

минимальный избыток данных, что достигается путем нормализации таблиц;

независимость приложений пользователя от данных (при включении или удалении таблиц);

возможность изменения состава атрибутных отношений;

отсутствие необходимости описывать схемы данных (в иерархических и сетевых моделях -- надо).

Недостатками реляционной модели являются: при увеличении числа таблиц в базе данных заметно падает скорость работы с ней (модель используется в основном в БД среднего размера); нормализация таблиц приводит к значительной фрагментации данных, а при решении задач, как правило, их необходимо объединять; определенные проблемы использования РМД возникают при создании систем со сложными структурами данных, например, систем автоматизации проектирования.

Объектно-ориентированные БД объединяют в себе две модели данных, реляционную и сетевую, Эти базы используются для создания крупных БД со сложными структурами данных.

3. Понятие системы управления базами данных

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария -- системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) - это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД.

Структура СУБД.

Современная СУБД (рис. 6) содержит в своем составе:

программные средства создания баз данных,

средства работы с данными,

дополнительные сервисные средства.

С помощью средств создания БД проектировщик, используя язык описания данных (ЯОД), переводит логическую модель БД в физическую структуру, а на языке манипуляции данными (ЯМД) разрабатывает программы, реализующие основные операции с данными (в реляционных БД - это реляционные операции). При проектировании привлекаются визуальные средства, т.е. объекты, и программа-отладчик, с помощью которой соединяются и тестируются отдельные блоки разработанной программы управления конкретной БД.

Средства работы с данными предназначены для пользователя БД. Они позволяют установить удобный (как правило, графический многооконный) интерфейс с пользователем, создать необходимую функциональную конфигурацию экранного представления выводимой и вводимой информации (цвет, размер и количество окон, пиктограммы пользователя и т.д.) производить операции с данными БД, манипулируя текстовыми и графическими экранными объектами.

Сервисные средства позволяют при проектировании и использовании БД привлечь к работе с БД другие системы. Например, воспользоваться текстом из системы редактирования Word или таблицей из табличной системы Excel или обратиться к сетевому серверу.

Обзор СУБД.

Рынок программного обеспечения ПК располагает большим числом разнообразных по своим функциональным возможностям коммерческих систем управления базами данных общего назначения, а также средствами их окружения практически для всех массовых моделей машин и для различных операционных систем.

В рассматриваемую группу программных продуктов вошли:

dBASE IV компании Borland International;

Microsoft Access;

Microsoft FoxPro for DOS;

Microsoft FoxPro for Windows, корпорации Microsoft Corp;

Paradox for Windows компании Borland.

Самые быстрые программные изделия отнюдь не обладают самыми развитыми функциональными возможностями.

Можно заключить, что самой быстрой СУБД является FoxPro, однако она не обладает средствами соблюдения целостности данных в отличие от более медленной СУБД Access.



Рис. 1. Структура экономического показателя

Рис. 2. Технологии обработки данных в базе данных

Рис. 3. Иерархическая модель БД



Рис. 4. Сетевая модель БД

Рис. 5. Реляционная БД поставщиков и товаров

Рис. 6. Состав СУБД

Размещено на Allbest.ru

...