12
параметров по цене-качеству. Модель распределённого представления данных
чаще всего сигнализирует о неудачном проектировании самой
информационной системы, поскольку сервер не должен заниматься вопросами
организации представления данных, данные функции должны осуществлять
клиентские приложения.
К минусам технологии баз данных можно отнести тот факт, что не
существует универсального решения для создания какой-либо
автоматизированной информационной системы, поэтому в каждом конкретном
случае приходится выполнять полный комплекс работ по проектированию
системы, начиная от анализа предметной области и заканчивая физической
реализацией базы данных и разработкой программного приложения к ней.
С другой стороны, для малых предприятий, которые составляют большую
часть бизнес-сектора современного общества, гораздо эффективнее
использовать именно классические технологии баз данных. Это позволяет
воспользоваться всеми преимуществами автоматизации, создавать
программные продукты, максимально приближенные к потребностям того или
иного предприятия, не затрачивая при этом значительных финансовых и
трудовых ресурсов..
1.2. Проектирование реляционных баз данных
Объединяя частные представления о содержимом базы данных,
полученные в результате анализа предметной области, и представления о
данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, сначала
создается обобщенное неформальное описание будущей базы данных [33]. Это
описание, выполненное с использованием естественного языка,
математических формул, таблиц, графиков и других средств, называют
информационно-логической (инфологической) моделью данных. Такая
человеко-ориентированная модель полностью независима от физических
параметров среды хранения данных. Инфологическая модель не должна
изменяться до тех пор, пока какие-то изменения в реальном мире не потребуют
изменения в ней некоторого определения, чтобы эта модель продолжала
13
отражать предметную область. Цель инфологического моделирования –
обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и
представления той информации, которую предполагается хранить в
создаваемой базе данных.
С помощью машинно-ориентированных данных СУБД дает возможность
программам и пользователям осуществлять доступ к хранимым данным лишь
по их именам, не заботясь о физическом расположении этих данных. Нужные
данные отыскиваются СУБД на внешних запоминающих устройствах по
физической модели данных. Так как указанный доступ осуществляется с
помощью конкретной СУБД, то модели должны быть описаны на языке
описания данных этой СУБД. Такое описание, создаваемое по инфологической
модели данных, называют дата логической моделью данных [20, 35].
На последнем, физическом уровне обеспечивается независимость
хранимых данных от использующих их программ. Можно подключить к
системе любое число новых пользователей (новых приложений), дополнив,
если надо, дата логическую модель. Указанные изменения физической и дата
логической моделях не будут замечены существующими пользователями
системы (окажутся «прозрачными» для них), так же как не будут замечены и
новые пользователи. Следовательно, независимость данных обеспечивает
возможность развития системы баз данных без разрушения существующих
приложений.
Как уже было указано выше, инфологическое проектирование баз данных
заключается в установлении соответствия между состоянием предметной
области и её описанием данными [21].
Средства, предназначенные для инфологического моделирования,
должны удовлетворять следующим требованиям:
язык спецификаций должен быть понятен заказчику и не содержать
параметры реализаций информационных систем;
14
инфологическая схема должна содержать все сведения о предметной
области (ПО), необходимые для последующих этапов проектирования (включая
количественные параметры, требования процессов обработки данных и т.д.);
инфологическая модель ПО должна легко преобразовываться в модели
данных распространённых СУБД.
На этапе инфологического проектирования информационная модель
предметной области не связана со средствами реализации АИС. Она определяет
особенности предметной области и информационные потребности
разрабатываемой системы [34]. Для этого используется диаграмма «сущность-
связь». Диаграмма имеет следующие составные части: атрибут, сущность,
связь.
Атрибут – логически неделимый элемент структуры информации.
Сущность – тип характеризуемого, реально существующего объекта,
описываемого атрибутами (это может быть личность, место, вещь и т.д.). Тогда
экземпляр сущности – реализация типа в конкретных значениях атрибута.
Связь – средство, с помощью которого представляются ассоциации
между сущностями предметной области. В большинстве случаев связи
бинарным. Между типами сущностей может быть прямое и обратное
отображение. Существует два типа классификации связей.
Классификация бинарных связей по степени связи [32]:
1) отображение 1:1 (связь «один-к-одному») – это такой тип связи между
типами сущностей А и В, когда каждому экземпляру сущности А соответствует
один экземпляр сущности В и наоборот. Идентификация экземпляров
сущностей уникальна в обоих направлениях;
2) отображение 1:M (связь «один-ко-многим») – тип связи между типами
сущностей А и В, когда одному экземпляру сущности А может соответствовать
0, 1 или несколько экземпляров сущности В, а каждому экземпляру типа В
соответствует только один экземпляр сущности А. Идентификация экземпляров
15
уникальна только в направлении от М-связанной сущности к 1-связанной
сущности;
3) отображение М:1 (связь «многие-к-одному») – является обратным к
отображению 1:М;
4) отображение М:N (связь «многие-ко-многим») – тип связи между
типами сущностей А и В, когда каждому экземпляру сущности А может
соответствовать 0, 1 или несколько экземпляров сущности В и наоборот.
Идентификация экземпляров сущностей неуникальна в обоих направлениях.
Класс принадлежности – характеристика, которая определяет
обязательность связей между экземплярами сущностей А и В.
Классификация связей по классу принадлежности:
1) обязательный класс принадлежности обоих типов сущностей;
2) класс принадлежности сущности тапа А обязательный, сущности типа
В необязательный;
3) класс принадлежности обоих типов сущностей необязательный.
В графической диаграмме «сущность-связь» обозначают: типы
сущностей – прямоугольниками; атрибуты – овалами, соединёнными с
соответствующими типами сущностей ненаправленными рёбрами; связи –
ромбами, которые соединяются с соответствующими типами сущностей
направленными рёбрами. При этом, если класс принадлежности типа сущности
обязательный, рёбра обозначаются сплошной линией, если класс
принадлежности необязательный – пунктирной линией. Идентифицирующие
атрибуты подчёркиваются.
Преобразование инфологической модели в дата логическую можно
осуществить различными способами. Наиболее удобной является табличная
дата логическая модель, основанная на реляционных отношениях. Концепция
реляционной модели была разработана Е. Коддом [38]. Будучи математиком по
образованию Е. Кодд предложил использовать для обработки данных аппарат
теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово
произведение). Он показал, что любое представление данных сводится к
16
совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как
отношение (от англ. relation) (рисунок 3).
А
B
C
D
А
b
e
f
G
k
l
m
B
c
d
n
Рисунок 3 – Состав и структура отношения
Элементами отношения являются кортежи. При этом строки таблицы
соответствуют кортежам, а столбцы – атрибутам. Поскольку отношение есть
множество, то в нём не должны встречаться одинаковые кортежи, а порядок
расположения кортеже несущественен. Для отражения ассоциаций между
кортежами отношений используется дублирование ключей.
Проблемы проектирования схемы базы данных в рамках реляционной
модели заключаются в определении состава атрибутов в отношениях. Задача
группировки атрибутов в отношениях допускает большое количество
вариантов, при условии, что набор возможных отношений заранее не
фиксирован. Рациональные варианты группировки атрибутов в отношения
должны отвечать следующим требованиям [24]:
число выбранных атрибутов в отношениях для формирования
первичных ключей должно быть минимальным;
выбранный состав отношений по возможности должен быть
минимальным;
процедуры обработки и обновления данных не должны вызывать
осложнений.
атрибуты
кортежи
17
Для решения этих задач Коддом был разработан математический аппарат,
называемый нормализацией отношений. Однако, используя корректно
построенную инфологическую модель и выделив основные особенности
нормализованных отношений, можно обойтись, не вдаваясь в подробности
нормализации, следующими правилами формирования реляционных таблиц.
1. Если имеется связь степени 1:1 и класс принадлежности обеих
сущностей обязательный, то требуется всего одна таблица. Первичным ключом
этой таблицы может быть любой из ключей сущностей.
2. Если имеется связь степени 1:1 и класс принадлежности одной
сущности является обязательным, а другой необязательным, то требуется две
таблицы. Для каждой сущности необходимо создать свою таблицу, первичным
ключом которой будет ключ этой сущности. Кроме того, первичный ключ
сущности с необязательным классом принадлежности должен быть добавлен в
качестве атрибута в таблицу, созданную для сущности с обязательным классом
принадлежности.
3. Если имеется связь степени 1:1 и класс принадлежности обеих
сущностей является необязательным, то требуется три таблицы. Для каждой
сущности необходимо создать свою таблицу, первичным ключом которой
будет ключ этой сущности. Кроме того, связующая таблица должна содержать
в себе ключи связываемых таблиц в качестве атрибутов.
4. Если имеется связь степени 1:М и класс принадлежности М-связной
сущности является обязательным, то требуется две таблицы. Для каждой
сущности необходимо создать свою таблицу, первичным ключом которой
будет ключ этой сущности. Кроме того, первичный ключ 1-связной сущности
должен быть добавлен в качестве атрибута в М-связную таблицу.
5. Если имеется связь степени 1:М и класс принадлежности М-связной
сущности является обязательным, то требуется три таблицы. Для каждой
сущности необходимо создать свою таблицу, первичным ключом которой
будет ключ этой сущности. Кроме того, связующая таблица должна содержать
в себе ключи связываемых таблиц в качестве атрибутов.
18
6. Если имеется связь степени М:N, то требуется три таблицы. Для
каждой сущности необходимо создать свою таблицу, первичным ключом
которой будет ключ этой сущности. Кроме того, связующая таблица должна
содержать в себе ключи связываемых таблиц в качестве атрибутов.
Как уже отмечалось ранее, физическая модель данных – модель,
определяющая размещение данных на внешних носителях, методы доступа и
технику индексирования. Она так же называется внутренней моделью системы.
Инфологические и дата логические модели никак не связаны с типом
физической памяти, в которой будут храниться данные, и с методами доступа к
этим данным. Внутренние модели наоборот определяют и оперируют
размещением данных и их взаимосвязями на запоминающих устройствах.
Физическая организация данных оказывает основное влияние на
эксплуатационные характеристики БД. Существует большое разнообразие
способов реализации и корректировки физических моделей современных
промышленных БД, что не позволяет рассмотреть их подробно.
Физическая модель данных является полностью машинно-
ориентированной и конечные пользователи не имеют никакого представления о
том, каким образом данные запоминаются и извлекаются или каким способом
организуются индексы в таблицах для быстрого поиска или ссылочная
целостность. Эти и множество других функций по методам доступа и
поддержании баз данных на внешних носителях, а также способов поиска и
доступа к данным в современных СУБД обеспечивается в основном ядром базы
данных, что значительно облегчает задачу создания БД и их ведение.
В подавляющем большинстве случаев для реализации физической модели
базы данных используют структурированный язык запросов SQL, так как он
фактически является единственным способом для представления информации
пользователю в удобном для него виде, скрывая технические подробностей
получения этой информации.
19
1.3. Краткий обзор коммерческих систем по учету материальных
ресурсов
Задачи учета материально–технических потоков предприятия всегда
являлись одной из главнейших задач управления предприятием. В эпоху
массового распространения клиент-серверных технологий и
децентрализованных вычислений ведущие IT–поставщики стали разрабатывать
продукты, позволяющие решать задачи управления использованием
материальных ресурсов. Лидерами на российском рынке по производству
средств автоматизации бизнес–процессов являются такие компании, как «1С» и
«Галактика». Ниже рассматриваются некоторые конкретные реализации
средств управления материально–техническими ресурсами перечисленных
разработчиков.
Наиболее популярными и доступными средствами автоматизации
практически для любого вида деятельности являются продукты производства
«1С». Фирма «1С» предлагает множество решений для бизнеса, причем
практически любую программную систему «1С» можно идеально подстроить
под требования заказчика благодаря гибкости и принципу модульности. В
данном разделе дипломной работы будет рассмотрен такой продукт как «1С:
Управление небольшой фирмой 8».
«1С:Управление небольшой фирмой 8» (УНФ) – это комплексное
готовое решение для управления и учета на предприятиях малого бизнеса [39].
В программе реализовано все самое необходимое для не фискального
оперативного учета, контроля, анализа и планирования. Решение помогает
повысить эффективность работы компании, предоставляя владельцам и
руководителям широкий спектр инструментов для управления, а сотрудникам –
новые возможности для продуктивной работы. Решение не перегружено
излишним функционалом, его можно легко настроить на особенности
организации управления и учета в компании – это обеспечивает возможность
«быстрого старта» и удобство ежедневной работы.
20
Существует возможность приобрести «коробочную» версию программы
и установить ее на своем компьютере или работать в программой через
Интернет в режиме «software-as-a-service» (SaaS). Организован простой и
безопасный доступ к базам данных через Интернет с использованием сервиса
удаленного подключения «1С:Линк». При желании можно в любой момент
изменить режим работы – например, перенести информационную базу из
Интернета на локальный компьютер или, наоборот, загрузить данные из
локальной программы в Интернет.
Одна программа заменяет десятки таблиц, документов и отчетов на
рабочем столе пользователя и на компьютере – все данные регистрируются и
хранятся в единой информационной базе (рисунок 4).
Рисунок 4 – Рабочие окна программы «1С:Управление небольшой фирмой 8»
21
В программе «1С:Управление небольшой фирмой 8» регистрируются как
уже совершенные, так и планируемые хозяйственные операции и события.
Например, обязательства перед клиентами, заказы покупателей, состояние
заказов, задания сотрудников, планируемая загрузка ресурсов предприятия,
планы-графики выполнения работ, производства, планы продаж и много
другое.
В единой информационной базе находятся:
база клиентов,
банковские и кассовые операции, клиент-банк, платежный календарь,
расчеты с контрагентами, персоналом,
учет материалов, товаров, продукции,
заказы клиентов, заказы-наряды,
планирование и учет выполнения работ и оказания услуг,
планирование и учет производственных операций,
планирование загрузки ресурсов предприятия,
торговые операции, в том числе розничные продажи,
учет персонала, расчет управленческой заработной платы,
учет затрат и расчет себестоимости,
имущество, капитал,
доходы, расходы, прибыли и убытки
финансовое планирование (бюджетирование) и т. д.
В программе предусмотрено оформление практически всех первичных
документов торгового, складского и производственного учета, а также
документов движения денежных средств.
Широкий спектр отчетов обеспечивает владельцам, руководителям и
сотрудникам возможность быстро получать информацию – в удобной для
работы и принятия решений форме, с требуемой оперативностью и
детализацией.