Data v informačních systémech

Data v informačních systémech

Vladimíra Zádová, KIN 6. 5. 2015

•

Obsah přednášky • • • • •

informační systémy (IS) vztah dat a informačních systémů databáze, databázový systém základní dělení IS, trendy pojmy (terminologie) v oblasti IS

– Souvislost s předchozími přednáškami • vztah dat, informací, znalostí • Semiotické pojetí informace, Shanonovo pojetí informace… • Programové prostředky PC, klasifikace, licence, způsoby pořizování, využití

Informatika II: Data v informačních systémech

Systém • Množina prvků a vazeb mezi nimi, která je účelově definovaná na vymezeném reálném objektu z hlediska reálného cíle • Důležité pojmy – hledisko (účel), rozlišovací úroveň struktura • prvky systému - vnitřní, vnější • prvky podstatného okolí

synergie • v důsledku vazby mezi prvky má celek vlastnosti nové (tj. novou kvalitu) synergický efekt

chování systému

reakce na určité podněty


Informační systémy definice

IS

jsou systémy tj. soubory prvků ve vzájemných informačních a procesních vztazích (informační procesy), které zpracovávají data a zabezpečují komunikaci informací mezi prvky. Informační systémy se často člení na systém zpracování dat a komunikační systém. (Prof. Pokorný) IS rozumíme soubor lidí, prostředků (HW, komunikační technika, SW), metod zabezpečující sběr, přenos, uchování, zpracování dat za účelem tvorby a prezentace informací pro potřeby uživatelů činných v systémech řízení. (Prof. Molnár)


Informační systémy IS x IS/ICT ( IS/IT) IS/ICT – programové vybavení ( software, SW) • aplikační programové vybavení (ASW) • programové vybavení pro vývoj a implementaci ASW Informační (a komunikační) technologie zahrnuje všechny prostředky pro: • pořízení • uchování • zpracování • přenos • prezentaci dat/informací? Informatika II: Data v informačních systémech

IS, IS/ICT organizací – východisko globální strategie, součástí je informační strategie – integrace jednotlivých aplikací

Informace nebo data v IS? Jak vypadá aplikace? Informatika II: Data v informačních systémech

Informace nebo data v IS?

Moudrost

Znalosti

Informace

Data

IS pracují s daty, ty jsou zdrojem informací Informatika II: Data v informačních systémech

Aplikace myšlena programová aplikace (aplikační SW) • vzájemně provázané programy – program je část aplikace, která se spouští na jednom počítači (jedním příkazem či volbou jedné položky menu)

• je složena ze tří základních oblastí: – prezentační – aplikační – datové


Aplikace PRAVIDLA

DATA

Data

PROCESY

Datová oblast Aplikační logika (business logika) Prezentační oblast

APLIKACE


uživatel

Aplikace • Prezentační vrstva – zprostředkovává uživateli formulář, zprávu o úspěšném/neúspěšném průběhu akce (př. uložení dat- přijetí objednávky) v požadovaném formátu

• Aplikační logika – přebírá došlá data, kontroluje jejich správnost (konzistence dat, integrita dat) a provádí další požadované zpracování ( např. porovnává požadované množství a aktuální stav) – v případě neúspěšnosti (zadaná data nejsou konzistentní, či vstupní data neodpovídají obsaženým pravidlům) vrací řízení prezentační oblasti s informací o chybě, jinak předává řízení datové oblasti


Aplikace • Datová oblast – připraví data do požadované struktury datového úložiště (databáze) – provede záznam dat – předává řízení prezentační oblasti (ta zajistí předání zprávy o proběhnuté akci)


Rozhraní aplikace • API – aplikační programové rozhraní; Application Programming Interface – prostřednictvím API probíhá komunikace • mezi aplikacemi a mezi oblastmi uvnitř aplikací • mezi daty a oblastí dat

• UI – – – –

uživatelské rozhraní; User Interface mezi prezentační vrstvou a uživatelem zajišťuje příjem uživatelských požadavků je grafické (ikony, menu), nebo příkazově orientované Informatika II: Data v informačních systémech

• organizace dat • manipulace s daty


Organizace dat • • • • •

bit /byte znak – písmena, číslice atribut /položka/údaj/pole záznam/věta soubor – kolekce vzájemně souvisejících dat

• databáze • kolekce vzájemně souvisejících souborů


Databázový systém • Na nejhrubší úrovni:

IS

SŘBD

DB

DBS = DB + SŘBD IS ….. ………. informační systém DBS…………..databázový systém DB …………...databáze SŘBD ………..systém řízení báze dat Informatika II: Data v informačních systémech

DBS

Informační systém data z databáze: – využívá přímo – zpracovává dalšími aplikačními programy

Databáze – obsahuje data, obvykle uložena na vnějších paměťových mediích – je strukturovaná množina dat – základním požadavkem na data • perzistence, paralelní přístup (sdílení dat ), spolehlivost dat, neredundance, nezávislost Informatika II: Data v informačních systémech

Databáze - požadavky na data • perzistence dat – přetrvávání dat po ukončení procesu, který s nimi pracuje – možnost znovupoužití dat v dalších procesech

• paralelní přístup - sdílení dat – častý přístup více uživatelů ve stejnou dobu – aktualizace menšího objemu dat – požadavky na transakční zpracování

• spolehlivost dat = integrity + security – integrity - zajištění integrity, konzistence databáze – security - autorizace, ochrana před neoprávněným přístupem Informatika II: Data v informačních systémech

Databáze - požadavky na data • neredundance – neopakování prvků dat

• nezávislost – programy přistupující k datům jsou nezávislé na tom, kde jsou data uložena


Databáze DATA , KATALOG DAT katalog dat (slovník dat, data dictionary, systémový katalog) – popis dat, uložených v databázi vytváří schéma databáze (= databázové schéma); katalog dat je vlastně metadatabáze, která je potřebná jak z hlediska uživatele, tak z hlediska SŘBD

databáze – konkrétní data, které je třeba shromažďovat (je třeba ukládat jen ta data, která vedou k informaci) – data jsou ukládána ve struktuře, která je popsána v katalogu dat Informatika II: Data v informačních systémech

SŘBD • Database Management System (zkratka DBMS) • SŘBD umožňuje definovat a udržovat data v databázi mimo programy, které tato data využívají

• SW • SŘBD realizuje 3 funkce: – – –

1.definice databáze 2.konstrukce databáze 3.manipulace s databází Informatika II: Data v informačních systémech

Ukládání dat • založeno na databázových modelech – databázový model je prostředek pro modelování, nikoli cíl (výsledek) – hierarchický – síťový – relační – objektový – objektově-relační Informatika II: Data v informačních systémech

Relační databázové systémy – Oracle (Oracle), Access, MS SQL Server (Microsoft), DB2 (IBM), Progress, Sybase – open source: MySQL, PostgreSQL


Relační model dat – vychází z toho, že objekty a vztahy v reálném světě se dají modelovat pomocí dvourozměrných tabulek (relací)

Rozdíl relationship x relation • vztah mezi tabulkami = relationship • relace (relation) = tabulka dat


Základní pojmy – relace • vychází z matematické relace – zjednodušeně relace = tabulka – rozdíl proti tabulce: • redukce tabulky na jednoduchou tabulku, kde sloupce určují strukturu, řádky pak záznamy • nemohou být vloženy dva totožné záznamy • každý sloupec je určen názvem a doménou • záznam je uložen teprve tehdy, když hodnoty všech atributů odpovídají definici Informatika II: Data v informačních systémech

Terminologie • Atribut (pole, údaj) je dán názvem a doménou; názvy atributů jsou v rámci relace jedinečné • Doména = množina hodnot, kterou může atribut nabývat – př. text, celočíselný údaj, jen výčet hodnot (př. město: pouze Liberec, Jablonec, Aš), povinnost/nepovinnost (NULL/NOT NULL)

• Primární klíč (PK) – je dán minimální množinou atributů, která zajistí jedinečnost záznamu (řádku) tabulky • Schéma relace (= struktura tabulky) je dáno množinou atributů • Prvek relace (=záznam) Informatika II: Data v informačních systémech

Databáze • většinou obsahuje více relací (i když může mít jen jednu) – pomocí relací jsou modelovány objekty reálného světa a vztahy mezi nimi (jsou zdrojem informací o stavu procesů, činností v reálném světě)

• v relačním modelu tabulky reprezentují entity reálného světa i vztahy mezi nimi, někdy jen část entity • Př. objednávka: hlavička objednávky a položky objednávky jsou uloženy ve 2 tabulkách Informatika II: Data v informačních systémech

Vztahy mezi relacemi • zajištěny pomocí cizího klíče (Foreign Key, FK) – rozlišuje se tabulka nadřazená a podřízená (master-detail), vztahy mezi nimi 1:N, může být 1:1 • Př. zákazník-objednávka

– PK nadřazené tabulky = FK podřízené tabulky • ve správně navržené databázi jsou to jediné atributy, které se v rámci databáze opakují ve více tabulkách

• referenční integrita – konzistence mezi tabulkami – řeší přidání záznamů do podřízené tabulky a rušení záznamů v nadřazené tabulce, PK (3 základní typy řešení)


Integritní omezení • Integritní omezení jsou přídavná tvrzení o objektech, která se po dobu existence konkrétní databázové aplikace nemění. doménová integrita (vztah k atributům) entitní integrita (PK ; každá relace má jen jeden PK, kandidátů může mít více) referenční integrita (FK) další omezení Informatika II: Data v informačních systémech

Dobře navržená databáze – má každý údaj zaznamenán jen jednou, údaje se neopakují • s jedinou výjimkou PK-FK

– řeší se normalizace, funkční závislosti…


• Základní manipulace s daty • vkládání nového záznamu (INSERT) • aktualizace jednotlivých údajů v záznamech (UPDATE) • rušení záznamu (DELETE)

SELECT výběr informací z dat Informatika II: Data v informačních systémech

• Dotazovací jazyky SQL (Structured Query Language) QBE (Query By Example)


MS ACCESS •

dotazy se zadávají v QBE –

vkládáním požadavků do tabulky

•

lze však zadat dotaz i v SQL

•

každý zadaný dotaz v QBE lze zobrazit v SQL


SQL • Structured Query Language

• navržen počátkem 70. let 20. století a používá se dodnes

– 1974-75 - IBM - 1.prototyp - SEQUEL – od 1979 - do praxe - ORACLE (1979) IBM - SQL/DS (1981), DB/2 (1983)

• postupně přijímán jako standard pro přístup k datům v relačních databázích Informatika II: Data v informačních systémech

SQL - normy • SQL 86 - DDL, DML, DCL 1986 - schválena ANSI norma SQL, základem dialekt DB2, 1987 - přijato mezinárodní standardizační organizací ISO • SQL 89 - revize - 1989 rozšíření o specifikaci IO • SQL2 - r. 1992 revize, SQL3 Informatika II: Data v informačních systémech

Prostředí Microsoft Access


KNIHOVNA • Zadání: sledování výpujčky knih – může být více exemplářů jedné knihy – může si vypůjčit více knih najednou (5) – potřebuji evidovat všechny výpujčky po dobu 3 let – Tabulka v Excelu – Access Informatika II: Data v informačních systémech

Tvorba databáze v aplikaci Microsoft Office Access • návrh tabulek (relací) a vztahů mezi nimi • tvorba dotazů, formulářů a sestav


Objekty databáze Microsoft Office Access


Příklad návrhu tabulky v aplikaci Microsoft Office Access

Návrhové zobrazení


Příklad návrhu tabulky v aplikaci Microsoft Office Access

Zobrazení datového listu


Vztahy mezi relacemi


Typy aplikací, ukládání dat


• OLTP aplikace – On-line Transaction Processing; transakční aplikace

• Business Intelligence: – OLAP (On-line Analytical Processing), dolování dat (Data Mining), datové sklady


Obecná koncepce architektury BI

Zdroj: Novotný, Pour, Slánský: Business Intelligence, Grada 2005 Informatika II: Data v informačních systémech

DW - definice • je subjektově orientovaná , integrovaná, časově variantní a stálá kolekce dat pro podporu rozhodování manažerů B. Inmon

• subjektová orientace – DW je organizován podle hlavních subjektů podniku (zákazníci, prodej, produkt..), ne podle procesů (aplikací) – reflektuje potřeby uložení dat pro rozhodování – v jedné databázi DW jsou uložena data pouze jednou (např. o produktu, zaměstnanci ) • integrovaná – do celku jsou vkládána data z různých aplikací - nekonzistentnost, různé formáty – integrací těchto dat - prezentace unifikovaného pohledu Informatika II: Data v informačních systémech

DW • časově variantní

– data v DW jsou platná a přesná jen v bodech, ne intervalech času – uložení historie dat - hodnoty v časových bodech ( den, měsíc, Q, rok..)

•v DW vždy dimenze času • stálá –data v DW nevznikají, nedají se žádnými nástroji měnit –aktualizace DW - jen přidávání dat v pravidelných časových intervalech (jako doplněk), integrace přírustků Informatika II: Data v informačních systémech

Vztahy v rámci IS/ICT z hlediska dat a procesů


IS/ICT - vztahy mezi daty a procesy

OLTP

Operativní data

ETL

OLAP, DM, Datové sklady

OLAM, EIS

DATAWAREHOUSING


Současné trendy


Podíl zdrojů informací – 80% nestrukturovaných – 20 % strukturovaných – 80% vnitřní informační zdroje – 20% vnější informační zdroje


Současný stav Business Intelligence

Procesy: dolování dat (Data Mining) OLAP (On-line Analytical Processing) reporting

Úložiště dat: datové sklady (Data Warehouse) datová tržiště (Data Mart)


BI 1.0

Business Intelligence z hlediska zdrojů informací • převážně strukturované • aktualizace zdrojových aplikací na základě konkrétních událostí, které nejsou příliš časté (jedná se tedy o nespojitou manipulaci s daty)


Požadavky a trendy BI – ve struktuře zdrojů informací • nestrukturované, semistrukturované • dynamická data

– v orientaci v organizaci/analýze • zaměření na pravidla, jejich aktualizaci, řízení až k procesům • využití řízení pravidel v oblasti IS na podporu rozhodování – Business Rules přístup Informatika II: Data v informačních systémech

Nestrukturované a semistrukturované zdroje informací

– Požadavek vybudovat sklad dokumentů (Document Warehouse) – Procesy vyhledání a dolování textu Propojení s BI 1.0 Informatika II: Data v informačních systémech

Dynamická data

proudy dat, proudy událostí Charakteristika: – strukturovaná – odlišnosti proti datům v klasických databázích • přicházejí neustále (on-line) • mají obecně neomezenou velikost • nelze předpokládat nic o pořadí dat, může být více proudů souběžně • nelze je jednoduchým způsobem opětovně získat • může se měnit jejich struktura (topologie) Informatika II: Data v informačních systémech

• Příklady – data z bezpečnostních kamer, telefonní hovory, vývoj cen na burze, bankovní operace

• Požadavky na Business Intelligence – dolování dat nad proudy dat – modifikace klasicky používaných metod dolování dat jako jsou shlukování, analýza časových řad – na základě stanovených hodnot klíčových indikátorů výkonu (KPI) a dosahovaných hodnot optimalizovat business procesy


Data v informačních systémech

Recommend Documents