Юринець В.Є., Юринець Р.В. Автоматизовані інформаційні системи. Електронний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

273

Продукт пропонується для всіх основних комерційних UNIX, Win-

dows NT/2000 й Linux. Версія 11.0 для Linux безкоштовна для будь-

якого (у тому числі і комерційного) використовування. Версія 11.9 для

Linux і FreeBSD є безкоштовною для розробників.

Informiх. Одна з гігантів ринку СУБД фірма Informix була

спочатку орієнтована на платформу промислових UNIX. Але коли

сегмент ринку Windows став зростати, компанія портувала свій продукт

на цю

ОС. Система команд і управління Informix для обох ОС абсо-

лютно однакова, тому, з погляду адміністрування, вони дуже схожі.

Поточна версія Informix IDS 9.30 підтримує як внутрішні, так і

зовнішні типи даних, тобто фактично будь-які. Для визначення зовнішніх

типів даних і методики їх оброблення у СУБД використовується фірмова

технологія DataBlades. Ця технологія дає змогу розширити функціо-

нальність ядра БД на різних апаратних платформах. Окрім того,

Informix пропонує технологію розроблення DataBlades для власної мети.

Іншою особливістю Informix є динамічна масштабована архітектура

(DSA), яка дає можливість використовувати лінійку серверів БД як у

настільних, так і в потужних системах SMP і MPP.

DB/2. Розроблену фірмою IBM систему управління даними DB/

2 спочатку використовували на мейнфреймах, проте з часом її

було

портовано на платформу промислових UNIX. Починаючи з версії 7.2,

надана можливість оброблення в одному вузлі інформації, яка

зберігається в інших базах даних, – те, що називають федеральною

властивістю БД. Тобто, в DB/2 вбудовано механізм, який дає змогу

напряму працювати з Oracle, MS SQL Server, Sybase. Ця особливість

украй важлива для побудови розподілених сховищ даних.

DB/2 є самоадаптивною і самоналаштованою СУБД. Продукт

містить

функції, які дають можливість тонко налаштовувати ядро

серверу БД. Крім цього, є спеціальний пакет, який полегшує адмі-

ністрування багатьох вузлів у рамках корпорації, що призводить до

зниження загальної вартості обслуговування. DB/2 одразу проекту-

валася для роботи з великими обсягами оперативної пам’яті, ця

особливість і зараз дає змогу їй оптимально використовувати великі

обсяги

ОЗУ (від 2 ГБ і вище). Крім того, у DB/2 дуже потужний

оптимізатор.

274

Для оброблення зовнішніх типів даних DB/2 використовує техно-

логію extenders, тобто Plug-in-модулів, які вбудовують у базу даних і

дають змогу працювати з різними типами даних – XML-документами,

мультимедійною інформацією тощо. Проте, на відміну від Informix, DB/

2 не пропонує інструментальні засоби для створення таких модулів

розширення зусиллями сторонніх розробників.

DB/2 та Informix – це відкриті СУБД, які підтримують стандарти

JDBC, ODBC, CLI. Для

розробників у Informix є свої вирішення 4GL, а

також власний інструментальний пакет Informix Client SDK, який

підтримує доступ до ядра БД на мовах С, С++, JDBC. Крім того, є

пакет DataBlade Development Kit для розроблення модулів DataBlade.

У квітні 2001 р. СУБД Informix IDS було викуплено компанією

IBM. Зумовлено це, по-перше, бажанням придбати фірмові технології

DataBlade і DSA, по-друге, наміром IBM зайняти більш упевнені позиції

на ринку

СУБД для промислових UNIX. Невдовзі і DB/2, і Informix

IDS розвиватимуть незалежно, заплановано вихід абсолютно нової

СУБД BlueArrow Ahead, яка міститиме кращі властивості обох цих

продуктів. Нова СУБД буде універсальним середовищем оброблення

і зберігання будь-яких типів даних, що використовуються в реальності,

з можливістю використовування від КПК до мейнфрейму.

MS SQL Server. 1988 р. спільно фірмами Microsoft і Sybase було

розроблено першу версію

СУБД MS SQL Server для платформи OS/2.

На початку 90-х Microsoft розробила нову версію продукту, але вже для

платформи Windows NT. 1992 р. було випущено Windows NT 3.1 і SQL

Server 4.2 для NT, а 1994 р. партнерство Microsoft і Sybase було формально

припинене. 1995 р. було випущено наступну версію 6.0, проте, починаючи

з версії 4.2, продукт працює винятково на платформі Windows.

Останній реліз системи вийшов 2000 р. SQL Server 2000 надає

розширену підтримку XML, забезпечує одночасне функціонування

багатьох копій

серверу на одному комп’ютері, володіє модернізованими

майстрами. У новій версії поліпшені засоби бізнес-аналізу за допо-

могою додаткової програми Analisis Services – засоби аналізу OLAP-

даних за допомогою доступу до блоків інформації через Інтернет. Крім

того, продукт відрізняється можливістю симетричного мультипро-

цесорного оброблення (на платформі Windows NT/2000 Server),

275

підтримує обсяги ОЗУ до 64 ГБ, динамічне управління пам’яттю і

віддалений контроль. Завдяки додатковому модулю MS Cluster Server

забезпечується надійний захист SQL Server від збоїв.

Одна з основних переваг SQL Server 2000 – розвинуті графічні

засоби візуального адміністрування, завдяки яким можна значно

понизити адміністративне навантаження під час обслуговування рішень.

Стратегія Microsoft, що полягала в поєднанні високої продуктивності

зі зручністю і простотою призначеного для

користувача інтерфейсу,

виявилася досить успішною. Нині цей продукт упевнено посідає перше

місце серед СУБД для платформи Windows.

1.8.11. Безкоштовні СУБД

За аналогією до ОС, серед СУБД також є безкоштовні й вільні

продукти. Частина з них розробляється програмістами – прихильни-

ками відкритого ПЗ, початковий код деяких інших продуктів було

відкрито самими виробниками.

PostgreSQL. Вільно поширювану PostgreSQL почали розробляти

як наступне покоління системи Ingress в університеті Каліфорнії в

Берклі. Поточна версія 7.3.1 розповсюджується під новою BSD-

ліцензією, тобто на використовування

коду не накладається жодних

обмежень.

PostgreSQL – клієнт-серверна система. Сервер працює під усіма

основними варіантами UNIX-подібних ОС і на Windows NT/2000/XP

під реалізацією Posix суgwin. Є бібліотеки для розроблення клієнтських

програм за допомогою алгоритмічних мов С, C++, реrl, python, tcl для

UNIX і Win32. Є також драйвери ODBC і JDBC.

Сервер підтримує ANSI SQL 92, транзакції, тригери, вкладені

запити тощо. Крім того, програма має такі унікальні

засоби як

спадкоємство таблиць, масивів і визначувані користувачем типи даних.

PostgreSQL працює з безліччю процедурних мов, основна серед яких –

PL/PgSQL.

Продукт дуже швидко розвивають. Сімейство 7.2.x зарекомен-

дувало себе як швидкий і надійний сервер. З нових можливостей версії

7.3, перш за все, потрібно відзначити підтримку схем (просторів, імен),

підготовлених запитів і автоматичне відстежування залежності

. У цій

276

версії усунено проблеми з т. зв. вакуумуванням (спеціальна процедура

в PostgreSQL, призначена для збирання “сміття” і фіксації id-транзакцій).

У PostgreSQL не реалізовано реплікацію і підтримку розподілених

сховищ. Відсутнє інкрементне резервування і можливість відновлення

бази за журналом до вибраної оператором дати. Проте, ця СУБД

чудово підходить для використовування у середніх і великих проектах,

в яких важлива

надійність, простота експлуатації і повний контроль

розробників та замовника над вживаними засобами.

СУБД MySQL. Ця СУБД достатньо цікава як за своїми

технічними характеристиками, так і за політикою ліцензування.

Продукт розробляється компанією MySQL AB (Швеція). Сервер

загальнодоступний під ліцензією GPL, компанія продає комерційні

ліцензії й підтримку.

Перш за все, потрібно відзначити, що MySQL більше схожа на

структуроване сховище

записів, а не на реляційну базу даних. Ядро

серверу MySQL, що обробляє запити, відокремлене від процедур

управління таблицями. Поточна стабільна версія 3.23.x не має таких

можливостей, як View, тригери або збережувані процедури. MySQL

підтримує реплікацію.

Зі сайту MySQL можна викачати початковий код продукту, але

розробники рекомендують користуватися готовими складками.

Продукт працює під різними UNIX- і Windows-системами. MySQL

дуже популярна як

швидке і надійне рішення для веб-сайтів. Наприк-

лад, ресурс www.slashdot.org використовує MySQL. Але відсутність

таких засобів, як цілісність для посилань або тригери, унеможливлює

застосування MySQL у багатьох інших випадках.

Усі системи управління базами даних розвиваються в одному

напрямку, відповідаючи нинішнім запитам ринку до систем зберігання

даних. Ідеться про застосування у таких системах всіх типів

даних,

які використовуються в реальному бізнесі. І тут вести мову просто

про СУБД уже недостатньо, треба говорити про середовище зберігання,

оброблення й аналізу даних. До цього йдуть усі виробники систем

управління базами даних. За даними однієї з дослідницьких компаній у

сфері інформаційних технологій, на кожну людину Землі нині припадає

в середньому близько 20 МБ

інформації. Враховуючи стрімке зростання

обсягу мультимедіа-даних в Інтернеті, ця цифра у найближчі роки

277

збільшиться у декілька разів. Тому майбутнє – за універсальними

СУБД, що підтримують великі обсяги інформації і здатні працювати з

різними типами даних.

1.8.12. Глосарій до СУБД

CLI (Call Level Interface) – розроблена групою SAG специфікація

API для виклику SQL-запитів.

EJB (Enterprice JavaBeans) – це технологія розроблення сервер-

них додатків на Java.

JDBC (Java DataBase Connectivity) – це Java API (набір класів і

інтерфейсів) для виконання SQL-запитів до баз даних.

ODBC (Open Database Connectivity) – відкритий інтерфейс

взаємодії програм із базами даних. Найбільш широко використовується

у середовищі Windows, існують реалізації для UNIX.

OLTP (On-Line Transaction Processing) – система оперативного

оброблення транзакцій, тобто введення даних (операцій, документів)

у режимі

реального часу.

OLAP (OnLine Analytical Processing) – технологія багатовимірного

аналізу даних, яка використовується у системах прийняття рішень. Для

цієї мети OLAP використовує сховища даних. На відміну від бази даних

OLTP, сховища даних відносно стабільні: процес поповнення є просто

додаванням нових записів за певний термін без зміни колишньої

інформації, що вже міститься у сховищі.

SQL (Structured Query Language) – єдина інтегрована мова, що

містить усі

необхідні засоби для роботи з базами даних, починаючи з

її створення, і забезпечує базовий, призначений для користувача,

інтерфейс із базами даних. SQL дає змогу визначати схему реляційної

БД і маніпулювати даними. Мова SQL містить спеціальні засоби

визначення обмежень цілісності БД і авторизації доступу до її об’єктів.

View – засіб ANSI SQL, що дає можливість обмежувати доступ

до

таблиць або створювати нові подання даних.

Реплікованість – здатність однієї бази даних мати декілька

фізичних копій, розташованих у різних ділянках мережі, причому зміни,

здійснені в одній фізичній копії, розповсюджуються на всі решта через

деякий час.

278

Транзакція – це закінчена послідовність дій із базою даних, що

розглядається СУБД як єдине ціле. При успішному виконанні транзакції

СУБД фіксує всі зміни, проведені цією транзакцією, у зовнішній пам’яті,

у протилежному випадку вміст БД у зовнішній пам’яті не змінюється.

Транзакції є основним механізмом забезпечення цілісності даних.

Тригер – процедури, які активізуються при

виконанні команди зміни

даних у таблиці або стовпці.

1.8.13. Експертні системи і бази знань

У розвитку інформаційного забезпечення сучасних АІС найбільш

резонансними стають застосування в галузі штучного інтелекту.

Однією з форм реалізації досягнень у цій галузі є створення експертних

систем.

Експертні системи – це спеціальні комп’ютерні системи, які

ґрунтуються на системному акумулюванні, узагальненні, аналізі та

оцінці знань висококваліфікованих у певній галузі людської діяльності

фахівців (експертів).

будь-якій експертній системі використовується база знань, у

якій подаються знання про конкретну галузь. База знань – це сукуп-

ність моделей, правил і даних, за допомогою яких аналізують і

створюють висновки для знаходження розв’язань складних завдань у

певній предметній галузі. Бази знань дають змогу виконати роздуми

як на підставі формальної (математичної) логіки

, так і на підставі

досвіду, фактів, евристик. Це наближає їх до людської логіки.

База знань є основою експертної системи. Вона накопичується у

процесі її побудови. Знання виражаються у явному вигляді, що дає

можливість зробити явним спосіб мислення і розв’язування завдань.

Вони організовані таким чином, аби спростити прийняття рішень.

Знання і правила

роботи з базами знань можна розглядати в різних

аспектах:

— глибинні і поверхневі;

— якісні і кількісні;

— наближені (невизначені) і точні (визначені);

— конкретні і загальні;

— описові і визначаючі.

279

Зміст бази знань може бути застосований користувачем для

отримання ефективних управлінських рішень. Структуру бази знань і

її функціонування показано на рис. 1.35.

Експерт – це фахівець, котрий вміє проводити аналіз та знаходити

ефективні рішення у конкретній предметній галузі людської діяльності.

Блок набуття знань відображає накопичення бази знань, а також

етап модифікації знань та інформації.

База знань відображає можливість використання високоякісного

досвіду на рівні мислення кваліфікованих фахівців, що створює експерт-

ну систему рентабельною щодо потреб бізнесу і замовника.

Блок логічних висновків, здійснюючи співставлення правил з фак-

тами, породжує ланцюжки висновків. Під час роботи з ненадійними

даними формується нечітка логіка, слабкі коефіцієнти впевненості,

низький ступінь довіри тощо.

Блок

пояснень відображає в технології використання бази знань

користувачем послідовність кроків, які призвели до певного висновку

з можливістю відповіді на питання “чому”.

Поширення баз знань як складової частини експертних систем

значною мірою визначається темпами накопичення професійних знань,

можливістю використання відповідних комп’ютерних засобів, а також

професійною здатністю втілення отриманих результатів у практику.

Як

було встановлено у першому розділі, та частина галузі професійної

людської діяльності, яка піддається структуризації і формалізації, тобто

автоматизації за допомогою комп’ютерної техніки, є незначною. Біль-

шість у складі накопичених знань становлять індивідуально створені

невідчужені знання. Значно менший обсяг мають знання, які можуть

бути доступними для традиційної передачі.

Рис. 1.35. Функціональна структура бази знань

280

Структуризація та формалізація знань ґрунтуються на різних

методах і способах. Серед них у сучасних експертних системах

найбільш популярними є факти і правила. Вони забезпечують природ-

ний спосіб опису процесів у певній предметній галузі людської діяль-

ності. Факти – це накопичений і перевірений досвід. Правила дають

змогу створити формальний спосіб подання рекомендацій, вказівок

стратегій. Вони найчастіше мають вигляд тверджень на зразок:

“якщо... то...”.

Опис предметної галузі у базі знань передбачає розроблення

способів подання та організації знань, методів формулювання, пере-

формулювання і розв’язування завдань. Усі об’єкти (поняття) пред-

метної галузі подають за допомогою символів. Наприклад, для банків-

ської експертної системи це можуть

бути: клієнт, фондовий інструмент,

операція, завдання тощо. Між символьними поняттями визначаються

відношення, застосовуються різні стратегії та оцінки (логічні, чи

отримані внаслідок досліду) для маніпулювання поняттями. Тому

правила у базі знань можуть бути складними, множинними або

об’ємними.

Експертні системи розробляють з розрахунку на навчання і

здатність обґрунтування логіки вибору рішення, тобто вони володіють

властивостями

адаптивності та її аргументування. Цей механізм вико-

ристовує знання, необхідні для пояснення, яким чином система прийшла

до такого рішення. Дуже важливим є визначення галузі застосування

експертної системи та меж її використання і дії.

Переваги експертних систем, порівняно з використанням дос-

відчених фахівців, такі:

— досягнута компетентність не втрачається, може документува-

тися, передаватися

, відтворюватися і нарощуватися;

— отримуються стійкіші результати завдяки відсутності

емоційних та інших чинників людської ненадійності;

— значна вартість розроблення врівноважується низькою вар-

тістю експлуатації, можливістю копіювання.

Недоліком експертних систем, характерним для їхнього сучас-

ного стану, є менша пристосованість до навчання нових правил і кон-

цепцій, до творчості та винахідливості. Використання експертних

281

систем дає змогу в багатьох випадках відмовитися від висококва-

ліфікованих фахівців, але передбачає залишити у системі місце експерту

з нижчою кваліфікацією. Експертні системи слугують засобом для

розширення та підсилення професійних можливостей конкретного

користувача.

Експертна система має демонструвати компетентність, тобто

досягати в конкретній предметній галузі того ж рівня, що й фахівці-експерти.

Недостатньо знаходити

добрі рішення, адже часто це треба робити дуже

швидко. Експертні системи мусять мати не лише глибоке, а й досить

широке розуміння суті предмета. Методи знаходження рішень проблем

досягаються на підставі обдумувань, які виходять із фундаментальних

принципів у випадку некоректних даних або неповних наборів правил. Такі

властивості найменше розроблені у комп’ютерних експертних системах

але саме вони характерні для фахівців високого рівня.

Експертні системи відрізняються від звичайних комп’ютерних

систем такими особливостями:

— вони маніпулюють знаннями, тоді як будь-які інші комп’ютер-

ні системи – даними;

— вони, здебільшого, дають ефективні оптимальні рішення і здатні

деколи помилятися, але, на відміну від традиційних комп’ютерних

систем, вони

мають потенційну здатність учитися на своїх помилках.

Типові категорії застосування експертних систем наведено у

табл. 1.7.

Експертні системи є найвразливішими під час розпізнавання меж

своїх можливостей і можуть демонструвати ненадійне функціонування

поблизу цих меж. Подальший прогрес у галузі штучного інтелекту,

можливо, з часом запропонує виявлення меж людських можливостей.

Отримання знань від експертів і

внесення їх до бази знань є склад-

ним працемістким процесом, поєднаним із значними затратами часу і

засобів, що теж можна віднести до недоліків експертних систем.

Проектування експертних систем також має певні труднощі та

обмеження, які впливають на їхнє розроблення.

Експертна система FOLIO, розроблена у Стенфордському

університеті (США), дає змогу консультантам з інвестицій визначати

цілі клієнтів і підбирати портфелі цінних паперів, які найбільше

282

відповідають цим цілям. Система визначає потреби клієнта під час

інтерв’ю, після чого рекомендує, в яких пропорціях потрібно розподіляти

капіталовкладення між фондовими інструментами, щоб найліпше

задовольнити запити клієнта. Система розрізняє невелику кількість

класів цінних паперів (наприклад, орієнтовані на дивіденди акцій з

невисоким рівнем ризику або орієнтовані на акції з високим рівнем

ризику) і містить

знання про властивості (наприклад, у річних відсотках

на капітал) цінних паперів кожного класу. В системі застосована, що

ґрунтується на правилах, схема подання знань з прямим ланцюжком

обдумування для виведення цілей, і схема лінійного програмування

для оптимізації їхньої відповідності.

Таблиця 1.7. Типові застосування експертних систем