Шешімдерді қолдау жүйесі

80-ші жылдардың ортасына қарай ұйымдарды компьютерлік жабдықпен жабдықтаудың бірінші кезеңі және іскерлік ресми ақпараттың үлкен көлемін жинау мен сақтауды ұйымдастыруға арналған ақпараттық жүйелерді жасау аяқталды. Онлайндық ақпаратты өңдеу жүйесі OLTP деп аталады (On-Line Transaction Processing - жедел, яғни нақты уақытта, мәмілені өңдеу).

OLTP жүйесінің жалпылама құрылымы

OLTP жүйесінің үлгісі: авиабилеттерді брондау. телефон компаниялары үшін төлем. Жалпы сипаттамасы: клиенттердің үлкен саны. ақпараттың үздіксіз ағыны. Сатылған пункттерден авиабилеттерді брондау кезінде сатылған билеттер туралы ақпарат жиналады, оны сатушылар өздерінің жұмыс орындарынан алады. Бос орындар туралы ақпарат сол дерекқорда қалыптасады.

Транзакция әрекет жиынтығын қамтиды: оператордың белгілі бір рейске қол жетімділігі туралы өтініші; ДҚ-ның тиісті ақпарат беруімен жауап беруі; клиент туралы ақпаратты, тапсырыс берілетін орынның нөмірін және төленген соманы енгізу; дерекқорға жаңа ақпаратты беру және оған тиісті өзгерістер енгізу; Операторға операция сәтті болғанын растау.

Бұл процестің барлық OLTP-жүйелеріне тән ерекшеліктері: Сұраулар мен есептер толығымен реттелген. Оператор қандай да бір ақпаратты нақтылау немесе талдау үшін өз сұрау салуын қалыптастыра алмайды. Ұшу аяқталған соң, осы клиентке қызмет көрсету туралы ақпарат мағынасын жоғалтады, өзекті болмайды және белгілі бір уақыт өткеннен кейін жойылуға жатады (яғни тарихи деректер қолдамайды). Операциялар егжей-тегжейлі мәліметтермен, яғни әрбір клиент бойынша жеке жүргізіледі.

Әуекомпания басшылығы жолаушылар ағынын зерттеу туралы шешім қабылдаған кезде, мысалы, оларды оңтайландыру мақсатында жағдай өзгереді. Мұндай зерттеулер соңғы уақытта көптеген сату пункттерінде белгілі бір маршруттарға билеттердің жетіспеу жағдайлары жиілегені туралы ақпаратқа жауап болуы мүмкін, бұл қосымша рейстерді ұйымдастырудың орындылығы туралы болжам жасауға мүмкіндік береді.

Мұндай зерттеулер жүргізу үшін қажет: 1.ұзақ мерзім (бірнеше ай немесе жыл) үшін билет сату туралы деректер. 2.деректерде қарама-қайшылықтар, рұқсаттамалар, ауытқушылық мәндер және дұрыс талдауды орындауға мүмкіндік бермейтін басқа да факторлар болмауы тиіс. 3. бизнес-орта туралы қосымша ақпарат: бәсекелестік, нарықтық үрдістер, отын бағасы және т. б. туралы. OLTP жүйесі жоғарыда аталғандарды қамтамасыз ете алмайды. Сізге неғұрлым кеңейтілген талдамалық деректерді сақтау жүйелерін пайдалану керек.

Есептеу жүйелері мен компьютерлік желілер өңдеу және талдау тапсырмаларын шешу үшін үлкен көлемде деректер жинауға мүмкіндік береді. Бірақ деректерді ұсыну үшін машина нысаны адамға жасырын түрде қажет ететін ақпаратты қамтиды және оны алу үшін арнайы деректерді талдау әдістерін пайдалану қажет. Талдау жүргізетін адамдардың (аналитиктердің) жұмысын жеңілдететін бағдарламалық жүйелердің классы шешімдерді қолдау жүйесі деп аталады.

Ақпараттық шешімдерді қолдау жүйесінің құрылымы

Шешім қабылдауды қолдау жүйелерімен жұмыс істеу негізінде оған пайдаланушы (шешім қабылдайтын тұлға - менеджер, сарапшы немесе талдаушы) жүгінетін сұраныстар жатады. Жедел өңдеу жүйелеріндегі сұраулардың мысалдары: "Клиенттің шотында қанша ақша бар? " "Клиент соңғы айда қанша ақша жұмсады?" Аналитикалық жүйелердегі сұраулардың мысалдары : " Клиенттердің әрбір санаты үшін шот-фактуралар мен шоттарды төлеу арасындағы орташа уақытты анықтау."

Шешім қабылдау жүйелерінде шешілетін үш негізгі тапсырма деректерді енгізу; деректерді сақтау; деректерді талдау. Шешім қабылдау жүйелері шешімдерді іздеу мақсатында белгілі бір пән саласына жататын деректерді енгізу, сақтау және талдау құралдарына ие жүйелер.

Шешімдерді қолдау жүйесінің негізгі міндеті аналитиктерге деректерді талдауды жүргізу құралымен қамтамасыз ету болып табылады. Жүйе дұрыс шешімдерді жасамайды, бірақ тек зерттеу және талдау үшін сәйкес пішінде (есептер, кестелер, графиктер және т.б.) деректермен талдауды қамтамасыз етеді. Пайдаланушы талдаушысы тиісті біліктілікке ие болуы керек. Деректердің көлемінің өсуі, жоғары өңдеу және талдау жылдамдығы және машина деректерін ұсыну нысандарын қолданудың күрделілігі зияткерлік шешімдерді қолдау жүйелерін зерттеу мен дамытуды ынталандырады. Зияткерлік шешімдерді қолдау жүйелерінде адамның жеке ақыл-ой қабілеттерін іске асыратын функциялар бар.

Талдау кезінде деректерді өңдеудің "зияткерлік" дәрежесі бойынша талдау міндеттерінің үш класын бөледі: ақпараттық-іздеу-шешім қабылдауды қолдау жүйесі қажетті деректерді іздестіруді жүзеге асырады. Мұндай талдаудың сипаты алдын ала анықталған сұрау салуларды орындау болып табылады; жедел-талдау-шешім қабылдауды қолдау жүйесі деректерді топтастыруды және талдауды қажет ететін кез келген түрде қорытуды жүргізеді. Ақпараттық-іздеу талдауынан айырмашылығы бұл жағдайда қажетті талдауларды алдын ала болжау мүмкін емес; интеллектуалды-шешім қабылдауды қолдау жүйесі жинақталған деректерде функционалдық және логикалық заңдылықтарды іздестіруді, табылған заңдылықтарды түсіндіретін және/немесе кейбір процестердің дамуын болжайтын модельдер мен ережелерді құруды жүзеге асырады (белгілі бір ықтималдықпен).

Шағын деректерді енгізу. OLTP (Online transaction processing) деп аталатын осындай шағын жүйелерде операциялық (транзакциялық) деректерді өңдеу жүргізіледі. Кәдімгі дерекқорды басқару жүйесін (ДББЖ) пайдалана отырып, осы шағын жүйелерді енгізу. Сақтаудың шағын жүйесі. Осы кіші жүйені іске асыру үшін қазіргі заманғы ДББЖ және деректер сақтау тұжырымдамасы қолданылады.

Талдаудың кіші жүйесі. Бұл кіші жүйе негізінде құрылуы мүмкін: SQL құрылымдық сұраныстарының тілін қолдану арқылы реляциялық ДББЖ және статикалық сұраныстар негізінде ақпараттық-іздеу талдауының кіші жүйелері; жедел талдаудың кіші жүйелері. Мұндай кіші жүйелерді жүзеге асыру үшін мәліметтерді көп өлшемді ұсыну тұжырымдамасын пайдаланатын OLAP (Online analytical processing) деректерді жедел аналитикалық өңдеу технологиясы қолданылады: интеллектуалды талдаудың кіші жүйелері. Бұл кіші жүйе Data Mining ("деректерді өндіру") әдістері мен алгоритмдерін жүзеге асырады.

Деректер қоры- шешімдерді қолдау жүйесінің негізі Деректер қоры объектілер, олардың қасиеттері мен сипаттамалары туралы өзара байланысқан деректерден тұратын кейбір пәндік саланың үлгісі болып табылады. ДҚ-мен жұмыс істеуге арналған құралдар ДҚБЖ-ны ұсынады. Тікелей ешқандай қолданбалы есептерді шешпей, ДҚБЖ қолданатын қолданбалы бағдарламаларды әзірлеу құралы болып табылады.

ДҚ құрылымы Иерархиялық құрылым деректерді ағаш түрінде сақтауды болжады. Бұл осындай ДҚ құру мен қолдауды едәуір жеңілдетеді. Алайда, шынайы әлемнің көптеген объектілерін иерархия түрінде ұсына алмау мұндай ДҚ-ны қатты мамандандырылған салаларда пайдалануға алып келді. Иерархиялық ДББЖ-ның типтік өкілі (ең танымал және кең таралған) IBM фирмасының Information Management System (IMS) болып табылады. Бұл өнімнің бірінші нұсқасы 1968 жылы пайда болды.

ДҚ құрылымы Иерархиялық құрылымды жақсарту әрекеті желі түрінде деректерді ұсынуды болжайтын ДБ желілік құрылымы болды. Желілік ДҚ-мен жұмыс істеу иерархиялық ДҚ-мен жұмыс істеуге қарағанда әлдеқайда күрделі процесс болып табылады, сондықтан бұл құрылым практикада кең қолданыс таппады.Cullinet Software, Inc компаниясының Integrated Database Management System (IDMS) желілік ДББЖ типтік өкілі болып табылады

ДҚ құрылымы Қазіргі уақытта ең көп таралған реляциялық ДБ. "Термині реляционный" орын латын сөздер "relatio" қатынасы. Деректерді сақтаудың мұндай құрылымы оның құрамдас бөліктерінің өзара қарым-қатынасында құрылған. Реляциялық тәсіл 1970 жылы алғаш рет жарияланған Е. Кодд жұмыстарының арқасында кеңінен танымал болды.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: Деректер кесте түрінде ұсынылады. ДҚ кесте жиынтығы болып табылады. Кестелер қатарлар мен колонкалар түрінде топтастырылған деректерді сақтайды. Қатар кестеде сақталатын бір объектіге ғана қатысты мәндер жиынтығы болып табылады және жазба деп аталады. Колонка кестеде сақталатын барлық объектілер үшін бір сипаттаманы білдіреді және өріс деп аталады. Қатардың және бағанның қиылысындағы ұяшық тиісті қатардың объектісі үшін бағанға сәйкес сипаттаманың мәні болып табылады.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ер ежесі: Деректер логикалық қол жетімді. Реляциялық модель бағанның және қатардың нөмірлері бойынша ұяшықтарды жібере отырып, деректерді физикалық түрде қолдануға мүмкіндік бермейді(ұяшықта мәнді алуға мүмкіндік жоқ (2- баған, 3-қатар). Деректерге тек кесте, баған және қатардың идентификаторлары арқылы қол жеткізуге болады. Қатардың идентификаторы бастапқы кілт қатарларды бір немесе бірнеше колонкалардың мәні болып табылады. Кесте шегіндегі бастапқы кілттің әрбір мәні бірдей болуы тиіс. Егер қатарды сәйкестендіру бірнеше колонкалардың мәндерінің негізінде жүзеге асырылса, онда кілт құрамдас деп аталады.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ер ежесі: NULL белгісіз мән ретінде түсіндіріледі. Егер кесте ұяшығына мән енгізілмесе, NULL мәні жазылады. Оны бос жолмен немесе 0 мәнімен шатастыруға болмайды.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ер ежесі: ДҚ метадеректерді қамтуы тиіс. ДҚ кестелердің екі түрін сақтайды: пайдаланушылық және жүйелік. Пайдаланушы кестелерінде пайдаланушы енгізген деректер сақталады. Жүйелік кестелерде метадеректер сақталады: кестелердің сипаттамасы (колонкалардың атауы, типтері және өлшемдері), индекстер, сақталатын процедуралар және т.б. жүйелік кестелер де қолжетімді, яғни пайдаланушы метадеректер туралы ақпаратты ала алады.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ер ежесі: ДҚБЖ-мен өзара іс-қимыл үшін бірыңғай тіл пайдаланылуы тиіс. Реляциялық ДҚ басқару үшін бірыңғай тіл қолданылуы тиіс. Қазіргі уақытта мұндай құрал SQL тілі болды.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: ДҚБЖ-мен өзара іс-қимыл үшін бірыңғай тіл пайдаланылуы тиіс. Реляциялық ДҚ-ын басқару үшін бірыңғай тіл қолданылуы тиіс. Қазіргі уақытта мұндай құрал SQL тілі болып табылады.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: ДҚБЖ деректерді көрсетудің баламалы түрін қамтамасыз етуі тиіс. ДҚБЖ пайдаланушыны тек бар кестелерді бейнелеумен ғана шектемеуі тиіс. Пайдаланушы виртуалды кестелер көріністерді (View) құру мүмкіндігі болуы тиіс. Көріністер бірнеше кестелердің динамикалық бірлестігі болып табылады. Көріністегі деректерді өзгерту бастапқы кестелерге автоматты түрде тасымалдануы керек (көріністе жиі кездесетін өрістерді қоспағанда, мысалы, есептелетін өрістер).

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: Реляциялық алгебра операциясын қолдау қажет. Реляциялық ДБ жазбалары реляциялық алгебра операциялары анықталған жиын элементтері ретінде түсіндіріледі. ДҚБЖ осы операциялардың орындалуын қамтамасыз етуі тиіс. Қазіргі уақытта бұл ережені орындау SQL тілін қамтамасыз етеді.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: Деректер физикалық ұйымға тәуелді болмауы қажет. Реляциялық ДҚ деректерімен операция жасайтын қосымшалар деректердің физикалық сақталуына (сақтау тәсіліне, сақтау форматына және т.б.) байланысты болмауы тиіс.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: Логикалық ұйымдардын деректерінен тәуелсіз болуы тиіс. Реляциялық ДҚ мәліметтерімен операция жасайтын қосымшалар кесте (логикалық ұйым) арасындағы байланысты ұйымдастыруы тиіс. Кесте арасындағы байланыстар өзгерген кезде кестенің өздері де, оларға сұраныстары да өзгермеуі тиіс.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: Деректер тұтастығы үшін ДҚБЖ жауап береді. Деректер тұтастығы деп жалпы жағдайда ДҚ- ның жұмысқа дайындығы түсініледі. Келесі тұтастық түрлері бар: физикалық тұтастығы - тасығыштардағы ақпараттың сақталуы және деректерді сақтау форматтарының дұрыстығы; логикалық тұтастық - ДҚ сақталатын деректердің қарама-қайшы еместігі және өзектілігі. Деректер қорының бүтіндігін жоғалту ЭЕМ аппаратурасының істен шығуына байланысты, бағдарламалық қамтамасыз етудегі қателіктерге, деректерді енгізу мен түзетудің дұрыс емес технологиясына, деректердің өздерінің сенімділігінің төмендігіне және т. б. байланысты болуы мүмкін. Деректердің бүтіндігін сақтау үшін оларды жүргізетін қосымша емес, ДҚБЖ жауап беруі тиіс.

Реляциялық ДҚ үшін Кодд ережесі: Бөлінген операцияларды қолдау қажет. Сонымен қатар, әр түрлі компьютерлік желілер мен кестелердегі мәліметтерді байланыстыру мүмкіндігі болуы тиіс. ДҚ тұтастығы деректерді сақтау орнына қарамастан қамтамасыз етілуі тиіс.

Деректерді талдау үшін OLTP- жүйелерін пайдаланудың тиімсіздігі OLTP-жүйелерді пайдалану тәжірибесі ақпаратты толық талдау үшін оларды қолданудың тиімсіздігін көрсетті. Мұндай жүйелер ақпаратты жинау, сақтау және іздеу міндеттерін табысты шешеді, бірақ олар қазіргі заманғы ҮКД-ге ұсынылған талаптарды қанағаттандырмайды. Бұл деректер қоры үшін арнайы деректер қоры қолданылады.

Осы жүйелер арасындағы негізгі қайшылықтардың тізбесі

Деректер жадысы - деректерді талдау процесін қолдауға бағытталған, деректердің тұтастығын, қарама-қайшы еместігін және хронологиясын, сондай-ақ аналитикалық сұраныстарды орындаудың жоғары жылдамдығын қамтамасыз ететін сақтау жүйесінің бір түрі. OLTP - жүйелеріндегі дерекқорлар көптеген пайдаланушылардың күнделікті жұмысына байланысты жазбалардың өте динамикалық өзгеруімен сипатталады. ДЖ-нан деректер жойылмайды, ал толықтыру белгілі бір регламентке сәйкес жүргізіледі (сағатына, күніне, аптасына, белгілі бір уақытта).

ДЖ-ның талаптары: жадтан деректерді алудың жоғары жылдамдығы; ішкі қарама-қайшы емес деректерді автоматты түрде қолдау; деректер кесектерін алу және салыстыру мүмкіндігі; жадтан деректерді көру үшін ыңғайлы құралдардың болуы; сақталатын деректердің тұтастығы мен дұрыстығын қамтамасыз ету.

Қорытындылар ШҚЖ негізгі міндеттерді шешеді: сақталатын ақпаратты жинау, сақтау және талдау. Жалпы түрдегі талдау міндеті: ақпараттық-іздеу талдауын, жедел-талдау талдауын және зияткерлік талдауды қамтуы мүмкін. Ақпаратты жинау, сақтау және ақпараттық-іздестіру талдауының міндеттерін шешудің кіші жүйелері қазіргі уақытта ДҚБЖ құралдарымен табысты іске асырылуда. Жедел-аналитикалық талдауды орындайтын кіші жүйелерді іске асыру үшін деректерді көп өлшемді ұсыну тұжырымдамасы (OLAP) пайдаланылады. Деректерді интеллектуалды талдаудың кіші жүйесі Data Mining әдістері мен алгоритмдерін жүзеге асырады.