KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE ZARZĄDZANIA Wykład 7 Narzędzia zarządzania informacją cz.1 Dr inż. Mariusz Makuchowski
Narzędzia zarządzania informacją Baza danych (def.pwn) - zbiór wzajemnie powiązanych danych wraz z oprogramowaniem umożliwiającym ich definiowanie, wykorzystywanie i modyfikowanie. Powiązane tematycznie dane są grupowane w jednostki zwanymi rekordami i zapamiętywane w plikach; rekord odpowiada na ogół pewnemu konkretnemu opisywanemu obiektowi (osobie, rzeczy, pojęciu), pliki zaś grupują rekordy o podobnej strukturze. Programy baz danych wyszukujące lub zmieniające dane zawierają wiedzę o strukturze plików i rekordów: fiz. (metoda zapisu w pamięci) i log. (interpretacja programisty). Struktura bazy danych zależy od celu jej stworzenia, tzn. od rodzaju zastosowań, do których będzie używana. Podstawowymi cechami bazy danych są: Trwałość Zgodność z rzeczywistością 2
Narzędzia zarządzania informacją Przetwarzanie danych to proces, w którym dane wejściowe zostają przekształcone w dane wyjściowe za pomocą odpowiednich algorytmów przetwarzania, czyli ściśle określonych schematów postępowania. Opis, podany przez algorytm przetwarzania, zawiera charakterystykę danych wejściowych, określenie reguł przetwarzania i charakterystykę danych wyjściowych. Proces przetwarzania danych w informację, by był odpowiednio przeprowadzony musi zawierać: 3 klasyfikację danych, porządkowanie/sortowanie danych, zestawienie/agregację danych, wykorzystanie obliczeń, selekcję/wybór danych.
Narzędzia zarządzania informacją. Przetwarzanie danych Klasyfikacja danych czyli kojarzenie danych na podstawie ich charakterystycznych cech z pewną kategorią Sortowanie czyli porządkowanie danych wg wybranego kryterium (np. rosnąco lub malejąco, wg alfabetu bądź dane z jakiegoś przedziału czasowego itp. ) Agregacja danych to proces zestawienia, akumulowania danych względem wybranego kryterium, atrybutu, cechy. Na podstawie kilku danych tworzy się jednolity obraz Wykorzystanie obliczeń wykonanych na zebranych danych w celu znalezienia średniej, bądź części wspólnej dla pewnych danych. Selekcja danych to wybranie spośród wszystkich danych tylko tych spełniających wymagane kryteria/ kwerenda/ 4
Narzędzia zarządzania informacją W latach 70. i 80. dominowały scentralizowane systemy baz danych, w których wszystkie dane były zarządzane przez jeden komputer. Ostatnio zaczęły powstawać systemy rozproszonych baz danych, tj. takie, w których dane są przechowywane w różnych, oddalonych od siebie komputerach; za pośrednictwem sieci komputerowej system steruje dostępem do tych danych. Nad przetwarzaniem i udostępnianiem danych użytkownikom, jak również generowaniem aplikacji, z których będą oni korzystali operując gromadzonymi danymi, kontrolę sprawuje System Zarządzania Bazą Danych SZBD (Database Management System, DBMS) 5
Funkcje SZBD Funkcje SZBD (Systemu Zarządzania Bazami Danych): optymalizacja zapytań - takie przekształcanie zapytań kierowanych do bazy przez jej użytkowników aby czas oczekiwania na odpowiedź był możliwie najkrótszy, zapewnienie integralności danych - uniemożliwienie przejścia bazy do stanu, który nie istnieje w modelowanej rzeczywistości, zarządzanie współbieżnym dostępem wielu użytkowników - w taki sposób aby każdy z nich był niewidoczny ( przeźroczysty ) dla innych użytkowników; każdy z użytkowników musi być przekonany o tym, że jest wyłącznym właścicielem danych, odporność na awarie (niezawodność bazy danych) - możliwość odtworzenia poprawnego stanu bazy danych sprzed awarii, 6 ochrona danych - uniemożliwienie dostępu nieuprawnionych użytkowników do poufnych danych innych użytkowników.
Główne typy baz danych 7 Proste - dane zorganizowane są w strukturę rekordów zgrupowanych w plikach. Głównymi dostępnymi operacjami są operacje na rekordach. Klasyczne Hierarchiczne baza danych pierwszej generacji, dziś mająca niewielkie zastosowanie. Struktura przechowywania danych przypomina odwrócone drzewo. Każdy element (rekord) powiązany jest z kilkoma jemu podrzędnymi (typu ojciec-syn ) i tylko jednym rekordem nadrzędnym. W przypadku gdy jest to główny rekord to nie posiada on już elementów nadrzędnych. Sieciowe podobnie jak bazy danych hierarchiczne są to bazy danych pierwszej generacji, których się już raczej nie stosuje. Ich struktura przypomina sieć, każdy element ma wiele powiązań z innymi w bazie przez co stała się bardziej elastyczna ale pozostaje jednak niewygodna w uzyciu. Relacyjne Semantyczne Obiektowe Obiektowo-relacyjne
Narzędzia zarządzania informacją Relacyjne bazy danych 8 Relacyjne Bazy Danych RBD uznawane są za drugą generację. Pierwszy model relacyjnych baz danych został opracowany przez E. F.Codda w 1970 roku. Dane zorganizowane są w postaci dwuwymiarowych tabel połączonych relacjami, w taki sposób aby stanowiły logiczną całość. Każda tabela relacyjna zbudowana jest z rekordów (krotka, wiersz) oraz pól, które odpowiadają pewnym atrybutom. Pojedyncze dane opisujące wybrany element wg dowolnej cechy to pole informacyjne. Do tworzenia relacyjnych baz danych, zapisu ograniczeń i programowania dostępu do nich został opracowany język SQL. Język ten opisuje cel, który należy osiągnąć, a nie konkretne czynności, które należy w tym celu wykonać.
Relacyjna baza danych Pole informacyjne Rekord (krotka) Atrybuty 9 Relacyjna baza danych (ang.database) zbiór danych w postaci tabel połączonych relacjami.
Relacyjna baza danych Wyszukiwanie i kojarzenie informacji przechowywanych w odrębnych relacjach dokonywane jest za pomocą klucza podstawowego, którym może być tylko pole zawierające unikatowe dane, bądź klucza wielopolowego złożonego z kilku pól. Budują bazę danych tworzy się dokładnie jeden klucz podstawowy, różniący się od stworzonych w innych relacjach. 10
Relacyjna baza danych Relacje łączą się ze sobą za pomocą trzech rodzajów powiązań: Jeden-do-jednego każdemu rekordowi z relacji A może odpowiadać tylko jeden rekord z relacji B i odwrotnie Jeden-do-wielu każdemu rekordowi z relacji A może odpowiadać wiele rekordów z relacji B ale rekordowi z relacji B może odpowiadać tylko jeden rekord z relacji A Wiele-do-wielu rekord w relacji A może mieć wiele mu odpowiadających rekordów w relacji B i podobnie rekordowi w relacji B może odpowiadać kilka rekordów z relacji A. Ten rodzaj powiązań został przedstawiony w przykładzie. 11
Strukturalny język zapytań SQL SQL (Structured Query Language) pierwotnie został zaprojektowany jako język do formułowania zapytań w relacyjnych bazach danych, dziś jest to uniwersalny interfejs między użytkownikiem a serwerem bazy danych Jest to język programowania opracowany w latach siedemdziesiątych w firmie IBM. Stał się on standardem w komunikacji z serwerami relacyjnych baz danych, Jest to strukturalny język zapytań używany do tworzenia, modyfikowania baz danych oraz do umieszczania i pobierania danych z baz danych, 12 SQL jest językiem nieproceduralnym, co oznacza, że wskazuje, które dane należy skasować, wstawić czy wyświetlić a nie jak języki proceduralne (C, COBOL), które określają jak należy wykonać dana procedurę.
Obiektowe bazy danych (OBD) W obiektowych bazach danych informacje przechowywane są w postaci obiektów. Obiekt to konkretny lub abstrakcyjny element posiadający nazwę, jednoznaczną identyfikację, określone granice, atrybuty i inne własności oraz rodzaj struktur danych przetwarzanych przez obiektowe języki programowania oraz przechowywanych w bazie danych. Obiekt może być skojarzony z metodami luboperacjami, które na nim działają z reguły definiowanych /przechowywanych w ramach jego klasy oraz jej nadklas 13
Ważniejsze systemy zarządzania bazą danych Systemy profesjonalne (stosowane przez agendy rządowe, banki, biblioteki i duże firmy): Oracle Corporation - (wg. wielkości obrotów) około 50%, Informix i Ingres około 15% PROGRESS Application Development Environment - jeden z najbardziej popularnych w Polsce. DB/2 lub DRDA (Distributed Relational DataBase Architecture), Rozproszona Relacyjna Architektura Baz Danych. Informix Software Polska, w Polsce od 1994 roku Ingres (Computer Associates, CA), w Polsce Rodan Systems Sp. z.o.o Sybase PL Microsoft SQL Server for Windows NT/2000/XP 14
Ważniejsze systemy zarządzania bazą danych DBMS dla mniejszych firm (małe systemy na komputery osobiste i stacje robocze): Microsoft Access - łatwy, SQL, język Access Basic FoxPro Paradox (Borland) - Query by Example, pytania przez analogie. dbase MySQL 15
Obiektowe bazy danych (OBD) Obiektowe bazy danych łączą w sobie cechy technologii obiektowej, uwzględniające istnienie obiektów, hermetyzację, dziedziczenie i inne własności oraz typowe cechy baz danych takie jak trwałość danych, zgodność z rzeczywistością, spójność, bezpieczeństwo. 16
Obiektowe bazy danych (OBD) W obiektowych bazach danych informacje przechowywane są w postaci obiektów. W pracy [Subieta 1999a] obiekt jest definiowany jako abstrakcyjny byt, reprezentujący lub opisujący pewną rzecz lub pojęcie obserwowane w świecie rzeczywistym. Obiekt jest odróżnialny od innych obiektów, ma nazwę i dobrze określone granice. 17
Obiektowe bazy danych (OBD) Obiektem może być także pewna abstrakcja programistyczna. Mogą istnieć obiekty programistyczne, które nie posiadają swoich odpowiedników w świecie rzeczywistym. Obiektem może być pewien zamknięty fragment oprogramowania (dana, procedura, moduł itp.), którymi programista może operować jak pewną zwartą bryłą. Obiektom przypisuje się cechy takie jak: tożsamość, stan i operacje. Obiekt posiada nazwę, jednoznaczną identyfikację, określone granice, atrybuty i inne własności. Atrybuty charakteryzują obiekt. 18
Obiektowe bazy danych (OBD) Identyfikator obiektu jest jego unikatowa nazwą, którą nadaje mu system i do której można się odwołać. Obiekty o tej samej strukturze grupowane są w klasy. Wszystkie obiekty mające ten sam zbiór atrybutów i metod, mogą zostać zgrupowane w jednej klasie. Klasa stanowi wzorzec dla tworzonego obiektu. 19
Obiektowe bazy danych (OBD) Klasa to miejsce przechowywania niezmiennych cech grupy podobnych do siebie obiektów oraz ich definicji (atrybuty, metody, ograniczenia dostępu, dozwolone operacje na obiektach). Klasy wiążą się ze sobą za pomocą hierarchii dziedziczenia, co oznacza że klasa może posiadać swoje podklasy i nadklasy. 20
Obiektowe bazy danych Klasy i obiekty inaczej Przedmioty, ludzie, zwierzęta mogą być postrzegane jako obiekty. Obiekty należą do określonych kategorii klas.obiekt jest egzemplarzem klasy. Przykład: - pies rodzaj ssaka o dokładnie określonych charakterystycznych cechach (klasa) - pies Fafik biegający po ogrodzie przedstawiciel gatunku psów (obiekt) 21
Obiektowe bazy danych struktura obiektu Każdy obiekt ma określone elementy składowe. ATRYBUTY (właściwości) OPERACJE (czynności, zachowania) Przykład: Pies ma określoną wielkość, wagę, maść, rodzaj sierści(atrybuty) Pies potrafi biegać, skakać, szczekać, aportować (OPERACJE) 22 Klasa jest szablonem (formą) obiektu definiuje jakie atrybuty i operację będą miały obiekty.
Obiektowe bazy danych - Abstrakcja Modelowanie ma na celu stworzenie uproszczonego modelu rzeczywistości. Model będący kopią rzeczywistości zawiera zbyt dużo informacji dlatego jest niepraktyczny. Abstrakcja to odfiltrowanie niepotrzebnych informacji, a pozostawienie tych najbardziej istotnych dla rozwiązania danego problemu. O tym które informacje należy pominąć decyduje analityk. 23
Obiektowe bazy danych (OBD) Proces porozumiewania się obiektów nazywa się przekazywaniem komunikatów. Metoda (funkcja, usługa)-oddziałuje na obiekt operując wartościami atrybutów. Hermetyzacja /enkapsulacja/ to istotna cecha obiektywności własność ta polega na ukrywaniu informacji dotyczących budowy obiektu. Np. W trakcie modyfikowania systemu można modyfikować tylko wybrane metody z danej klasy a nie cały system. 24
Zalety systemów OBD Magazynowanie danych o dowolnej strukturze definiowanej przez użytkownika Typy danych mogą być tworzone jako klasy lub podklasy istniejących klas, dziedziczące ich atrybuty i metody. Użytkownik ma jednoznaczny dostęp do obiektu przez identyfikator Złożone struktury są magazynowane jako bezpośrednie powiązania między obiektami, a przez to szybszym działaniu wielu operacji. 25
Zalety obiektowych baz danych Obecnie istnieje wiele systemów zarządzania obiektowymi bazami danych /OBD/. Są one wykorzystywane w wielu dziedzinach. Mogą pracować na wielu platformach. Posiadają interfejsy do współpracy z innymi bazami danych. Potrafią współpracować z programami pisanymi w językach obiektowych typu C++, czy Java. 26
Wady systemów OBD W obiektowe bazy danych posiadają możliwość realizacji tylko prostych zapytań. W relacyjnych bazach danych mamy możliwość definiowania zapytań takich jak: przecięcie, suma, różnica, grupowanie, zagnieżdżenie itp. Funkcje te dla OBD są w fazie opracowań. 27
OBD dostępne na rynku O2, IIIlustra, ObiectStore, Obiectivity/BD, GemStone. Versant, 28 Jasmine.
Obiektowo-relacyjne BD /hybrydowe/ Systemy obiektowych baz danych są dobrze przystosowane do obsługi danych mających złożoną, zagnieżdżoną strukturę, tworzących hierarchię, czy też dynamicznie zmieniających rozmiar. Podczas gdy relacyjne bazy danych dobrze sprawdzają się w zastosowaniach wykorzystujących proste, nie zagnieżdżone dane, dające się łatwo umieścić w tablicy. 29
Hybrydowe bazy danych - ORBD Obiektowo-relacyjne BD /hybrydowe/ cechuje połączenie obu technologii relacyjnej i obiektowej tzn. stosowanie zapytań SQL w bazie, a także budowanie obiektów, klas i podklas. Zaletą ORDB jest przystosowanie do przechowywania skomplikowanych typów danych np. multimedialnych, przestrzennych, grafów, zagnieżdżonych relacji, zbiorów itp. 30
Bazy dokumentów Baza dokumentów stanowi logicznie uporządkowane repozytrium elektronicznych dokumentów przetwarzanych aplikacjach biznesowych. w Zbiory te stanowią dokumenty skanowane, przesyłane pocztą e-mail, faksem, tworzone w edytorach tekstu, itp.. 31
Bazy dokumentów Bazą dokumentów steruje system zarządzania obiegiem dokumentów (Electronic Dokument Management System EDMS). Działania tych programów maja na celu: logiczne gromadzenie i łączenie informacji, obsługa zadań związanych z przyjmowaniem, obiegiem, wysyłaniem, przechowywaniem i segregowaniem dokumentów, usprawnienie przepływu informacji wewnętrznej oraz wychodzącej na zewnątrz przedsiębiorstwa 32 sprawne zarządzanie i kontakt z klientem.
Bazy dokumentów typu XML Gwałtownie przybywa dokumentów typu XML. Powstają one w wyniku pracy firm internetowych, ich kontaktów z klientami oraz partnerami biznesowymi. Język XML oparty jest na znacznikach. Definiuje on strukturę dokumentu, oraz zapytania do wyszukiwania informacji. 33
Bazy dokumentów typu XML Baza danych XML jest to taki programowy system trwałych struktur danych, który pozwala na zapisanie tych danych w formacie XML. Dane te mogą być potem pobierane, wysyłane i serializowane w dowolnym formacie. 34
Bazy dokumentów typu XML Najczęściej stosowane: bazy standardowe (model relacyjny lub obiektowy) nazywane bazami XML-enabled, które na wejściu i na wyjściu akceptują i generują dane w postaci XML /konwersja jest wykonywana przez samą bazę danych, a nie przez dodatkowe oprogramowanie/ natywne bazy XML używają dokumentów XML -jako podstawowe jednostki przechowujące, dają one możliwość opisu i dogodnego udostępniania danych w formacie XML 35
Bazy metod Metodą nazywamy świadome i celowe działanie, zmierzające do rozwiązania danego problemu w skończonej liczbie kroków. Podział: metody klasyczne metody heurystyczne metody mieszane 36
Bazy metod Bazę metod stanowi uporządkowany zbiór procedur realizacji wybranych metod i informacji o metodach służących do rozwiązywania problemów z różnych dziedzinach -również biznesu. Bazy metod dają możliwość magazynowania różnych metod oraz ich modyfikacji, z któych można wybrać i zastosować najbardziej przystające do rozwiązania danego zadania. 37
Bazy metod Bazy metod wykorzystywane w przedsiębiorstwach wspomagają zarządzanie nimi. Baza te oprócz metod może zawierać: sposoby i wzory obliczeń interpretacje przykłady zastosowań 38 Metody zapisane w bazie mogą posłużyć do analiz bieżących jak i perspektyw rozwoju przedsiębiorstwa.
Bazy modeli Model powinien być wyposażony w takie metody obliczeniowe, aby spełniały funkcje operacyjne takie jak, pozyskiwanie danych i informacji w celu przekształcenia ich w nową wiedzę służącą do rozwiązywania problemów. Podstawowe typy modeli: Model deterministyczny w którym dla danych wielkości wejściowych wyniki są określone jednoznacznie. Model niedeterministyczny w którym powiązania zależą od wielkości losowych Model wartości oczekiwanych w którym wielkościom losowym zostały nadane ich wartości oczekiwane. 39
Bazy modeli Baza modeli stanowi zbiór modeli matematycznych określonej dziedziny, dotyczących zwykle jednego zagadnienia, a jej zadaniem jest udostępnienie zasobów. Baza modeli obok bazy danych jest elementem struktury Systemu Wspomagania Decyzji SWD i obejmuje zbiory modeli: diagnostycznych, prognostycznych, planistycznych, optymalizacyjnych, symulacyjnych. Zawiera również scenariusze decyzyjne ułatwiające rozwiązywanie problemów biznesowych. Jest to jeden z najważniejszych aspektów współczesnego zarządzania 40 przedsiębiorstwem.
Bibliografia [1] Adam Nowicki, Komputerowe wspomaganie biznesu (2006) [2] Karol Kukuła, Badania operacyjne w przykładach i zadaniach (2002) [3] Czesław Smutnicki, Algorytmy szeregowania (2002) [4] Ryszard Knosyla i Zespół, Komputerowe wspomaganie zarządzania przedsiębiorstwem Nowe metody i systemy (2007) [5] Zbigniew Klonowski, Systemy informatyczne zarządzania przedsiębiorstwem. Modele rozwoju i właściwości funkcjonalne (2004) [6] M. Fertsch, K. Grzybowska, A. Stachowiak, Logistyka i zarządzanie produkcją nowe wyzwania i odległe granice (2007) [7] S. Zieliński Inteligentne systemy w zarządzaniu. Teoria i praktyka (2000) [8] Adamczewski, Piotr. Zintegrowane systemy informatyczne w praktyce, Warszawa, PWN, 2005 [9] Szejko, Stanisław (Redakcja naukowa). Metody wytwarzania oprogramowania, Warszawa, PWN, 2004 [10] Lausen, Georgie; Vossen, Gottfried. Obiektowe bazy danych. Modele danych i języki, Warszawa, WNT, 2004 41
Bibliografia [11] Miłosz, Marek (Redakcja naukowa). Bezpieczeństwo informacji, Warszawa, PWN, 2005 [12] Dolińska, Małgorzata. Projektowanie systemów informacyjnych na przykładzie zarządzania marketingiem, Warszawa, Agencja Wydawnicza "Placet", 2003. [13] Cheesman, John; Daniels, John. Komponenty w UML. Warszawa, WNT 2004 [14] Szyjewski, Zdzisław. Zarządzanie projektami informatycznymi, metodyka tworzenia systemów informatycznych. Warszawa, Agencja Wydaw. Placet, 2001. (Biblioteka Biznesmena) [15] Leyland, Valerie. EDI Elektroniczna wymiana dokumentacji. Warszawa, WNT, 2003 [16] Orłowski, Cezary. Projektowanie hybrydowych systemów informatycznych do wspomagania zarządzania, Wydaw. Politech. Gdańskiej, 1999. [17] M.Jurczyk, R.Knosala - Terminowość i efektywność realizacji zleceń w systemach z wyróżnionym zasobem taktującym 42
Dziękuję za uwagę.