Мандрыкин А.В. Информационные технологии в экономике

Подождите немного. Документ загружается.

закций в режиме реального времени - системы операционной

обработки данных).

Рис. 11. Классы информационных систем

К аналитическим приложениям относятся прикладные

информационные системы, удовлетворяющие следующим

трем критериям:

− поддержка процессов управления — возможности

структурирования и автоматизации задач анализа и оптимиза-

ции деятельности организации, а также выявления возможно-

стей развития бизнеса;

− разграничение функций — независимость от ключевых

транзакционных систем с возможностью двустороннего обме-

на данными с транзакционными системами;

− интеграция данных и учет фактора времени — воз-

можность извлечения, преобразования и обобщения данных из

различных источников (внутренних или внешних по отноше-

нию к бизнесу), в том числе с учетом фактора времени (вклю-

чая анализ исторических данных и перспективных трендов).

Кроме того, особую категорию аналитических систем со-

ставляют системы бизнес–интеллекта (business intelligence),

или BI–системы. К этой категории относятся различные сред-

ства и технологии анализа и обработки данных масштаба

предприятия, включая хранилища данных, витрины данных,

OLAP–системы, средства обнаружения знаний, а также инст-

рументы конечного пользователя, предназначенные для вы-

полнения запросов и построения отчетов. С точки зрения

управленческой информации главное предназначение BI–

систем состоит в том, что они позволяют консолидировать и

упорядочить данные, находящиеся в различных и разнородных

источниках, обеспечить «единую версию правды» для всех

пользователей внутри организации.

В своей совокупности транзакционные и аналитические

системы образуют так называемую аналитическую пирамиду

(термин Gartner). Основанием такой пирамиды служат ERP–

системы и другие системы управления операциями. По мере

движения от основания пирамиды к ее вершине (аналитиче-

ским приложениям) происходит постепенное преобразование

детальных операционных данных в агрегированную информа-

цию, достаточную и удобную для принятия экономически

обоснованных управленческих решений.

5.2. OLTP–системы

Системы операционной обработки данных рассчитаны на

быстрое обслуживание относительно простых запросов боль-

шого числа пользователей. Работают с данными, которые тре-

буют защиты от несанкционированного доступа, от нарушений

целостности, от аппаратных и программных сбоев.

Транзакция может состоять из операций чтения, удале-

ния, вставки или модификации данных.

Чтобы использование механизмов обработки транзакций

позволило обеспечить целостность данных и изолированность

пользователей, транзакция должна обладать четырьмя основ-

ными свойствами:

− атомарности (atomicity),

− согласованности (consistency),

− изолированности (isolation),

− долговечности (darability).

Транзакции, обладающие перечисленными свойствами,

иногда называют ACID-транзакциями по первым буквам их

английских названий.

Свойство атомарности означает, что транзакция должна

выполняться как единая операция доступа к БД. Она должна

быть выполнена полностью либо не выполнена совсем. То есть

должны быть выполнены все операции манипулирования дан-

ными, которые входят в транзакцию, либо, если по каким-то

причинам выполнение части операций невозможно, ни одна из

операций не должна выполняться. Свойство атомарности

обычно коротко выражают фразой: "все или ничего".

Свойство согласованности гарантирует взаимную цело-

стность данных, то есть выполнение ограничений целостности

БД после окончания обработки транзакции. Такое нарушение

внутри транзакции допускается, но к моменту ее завершения

база данных должна быть в целостном состоянии. Несоблюде-

ние в системах со средствами контроля целостности этого ус-

ловия приводит к отмене всех операций транзакции.

В многопользовательских системах с одной БД одновре-

менно могут работать несколько пользователей или приклад-

ных программ. Поскольку каждая транзакция может изменять

разделяемые данные, данные могут временно находиться в не-

согласованном состоянии. Доступ к этим данным другим тран-

закциям должен быть запрещен, пока изменения не будут за-

вершены. Свойство изолированности транзакций гарантирует,

что они будут выполняться отдельно друг от друга.

Свойство долговечности означает, что если транзакция

выполнена успешно, то произведенные ею изменения в дан-

ных не будут потеряны ни при каких обстоятельствах.

Результатом выполнения транзакции может быть ее фик-

сация или откат.

Фиксация транзакции - это действие, обеспечивающее

запись в БД всех изменений, которые были произведены в

процессе ее выполнения.

До того как транзакция зафиксирована, возможна отмена

всех сделанных изменений и возврат базы данных в то состоя-

ние, в котором она была до начала выполнения транзакции.

Фиксация транзакции означает, что все результаты ее выпол-

нения становятся видимыми другим транзакциям. Для фикса-

ции транзакции необходимо успешное выполнение всех ее

операторов.

Если нормальное завершение транзакции невозможно,

например, нарушены ограничения целостности БД или пользо-

ватель выдал специальную команду, происходит откат тран-

закции.

При откате база данных возвращается в исходное состоя-

ние, все изменения аннулируются.

Применение транзакций - эффективный механизм орга-

низации многопользовательского доступа к БД. Однако при

реализации этого механизма в СУБД приходится сталкиваться

с целым рядом проблем. Для их решения должна быть исполь-

зована специальная дисциплина совместной обработки (сериа-

лизации) транзакций. В ее основе лежат следующие принципы.

1. Транзакция не может получить доступ к незафиксиро-

ванным данным, то есть к данным, в которых произведены из-

менения, но эти изменения еще не зафиксированы.

2. Результат совместного выполнения транзакций дол-

жен быть эквивалентен результату их последовательного вы-

полнения. То есть если две транзакции выполняются парал-

лельно, то предполагается, что результат будет такой же, как

если бы сначала выполнялась первая, а затем вторая транзак-

ция, или сначала вторая, а потом первая. В современных СУБД

сериализация транзакций реализуется через механизм блоки-

ровок.

Современные информационные системы работают с рас-

пределенными БД, поэтому в одной транзакции могут моди-

фицироваться отношения, физически хранящиеся на удален-

ных вычислительных системах.

Транзакция, обновляющая данные на нескольких узлах

сети, называется распределенной.

Если транзакция работает с БД, расположенной на одном

узле, то ее называют локальной.

Таким образом, логически распределенная транзакция

состоит из нескольких локальных.

С точки зрения пользователя, локальные и распределен-

ные транзакции должны обрабатываться одинаково, то есть

СУБД должна организовать процесс выполнения распределен-

ной транзакции так, чтобы все локальные транзакции, входя-

щие в нее, синхронно фиксировались на затрагиваемых ими

узлах распределенной системы. Однако распределенная тран-

закция должна фиксироваться только в случае, когда зафикси-

рованы все локальные транзакции ее составляющие. Если пре-

рывается хотя бы одна из локальных транзакций, должна быть

прервана и распределенная транзакция Для практической реа-

лизации этих требований в СУБД используют механизм двух-

стадийной фиксации транзакций (two phase commit). При этом

фиксация распределенных транзакций осуществляется в два

этапа (стадии).

На первой стадии сервер БД, фиксирующий распреде-

ленную транзакцию, посылает команду "приготовиться к фик-

сации" всем узлам сети (серверам БД), задействованным для

выполнения локальных транзакций, инициированных распре-

деленной транзакцией. Все серверы локальных БД должны в

ответ сообщить, что они готовы к фиксации. Если хотя бы от

одного из серверов ответ не получен, например, если имела

место программная или аппаратная ошибка при выполнении

локальной транзакции, то сервер распределенной БД произво-

дит откат локальных транзакций на всех узлах, включая те, ко-

торые прислали оповещение о готовности к фиксации.

Вторая стадия начинается, когда все локальные СУБД

готовы к фиксации. Сервер, обрабатывающий распределенную

транзакцию, заканчивает ее фиксацию, посылая команду "за-

фиксировать транзакцию" всем локальным серверам.

Описанный механизм фиксации гарантирует синхронную

фиксацию распределенной транзакции на всех узлах сети.

Описанный подход выполнения транзакций в распреде-

ленных системах - не единственный возможный. Альтернатива

ему - технология тиражирования данных. Эта технология

предполагает отказ от распределенности данных.

Технология тиражирования данных предполагает, что во

всех узлах вычислительной системы должна находится своя

копия БД.

Средства тиражирования автоматически поддерживают

согласованное состояние информации в нескольких БД по-

средством копирования изменений, вносимых в любую из них.

Любая транзакция в такой системе выполняется локально, по-

этому нет необходимости в сложной процедуре фиксации.

Узкое место такого подхода - обеспечение тождествен-

ности данных в узлах сети.

Процесс переноса изменений исходной БД в базы, при-

надлежащие различным узлам распределенной системы, при-

нято называть тиражированием данных.

Функции тиражирования данных выполняет специаль-

ный модуль СУБД - сервер тиражирования данных (реплика-

тор). При любых изменениях в тиражируемых данных репли-

катор копирует их на все остальные узлы системы. Схема ти-

ражирования может быть построена на полном обновлении

содержимого таблицы на удаленных серверах

При использовании технологии тиражирования умень-

шается трафик, так как все запросы обрабатываются локальной

СУБД, а на другие узлы передаются только изменения в дан-

ных, увеличивается скорость доступа к данным. Кроме того,

обрыв связи между узлами не останавливает обработку дан-

ных. Однако эта технология не лишена недостатков. Так, не-

возможно полностью исключить конфликты, возникающие

при одновременном изменении одних и тех же данных на раз-

ных узлах. При переносе этих изменений в узлах вычисли-

тельной системы могут оказаться несогласованные копии БД,

в результате чего пользователи различных узлов распределен-

ной БД будут получать разные ответы на одни и те же запро-

сы.

5.3. BPM–системы

ERP–системы незаменимы в качестве систем управления

операционной деятельностью предприятия, но их функцио-

нальность недостаточна для задач тактического и стратегиче-

ского уровней управления, требующих применения аналитиче-

ских подходов и методов. Сейчас некоторые производители

ERP–систем развивают их в сторону повышения их аналитич-

ности и пригодности для гибкого решения многочисленных

задач управления. Это действительно дает определенный эф-

фект, но в основном на уровне управления операциями. В то

же время на более высоких уровнях управления (тактическом

и стратегическом) возможности ERP–систем оказываются ог-

раниченными. Так сложился второй путь — управление эф-

фективностью бизнеса (Business Performance Management,

BPM – еще иногда называют CPM (Corporate Performance

Management)), основанный на использовании аналитических

систем.

Business Performance Management (BPM) — это совокуп-

ность интегрированных циклических процессов управления и

анализа, а также соответствующих технологий, имеющих от-

ношение как к финансовой, так и к операционной деятельно-

сти организации. BPM позволяет предприятиям определять

стратегические цели, а затем оценивать эффективность своей

деятельности по отношению к этим целям и управлять процес-

сом достижения целей. Ключевые BPM–процессы связаны с

реализацией стратегии организации и включают финансовое и

операционное планирование, консолидацию и отчетность, мо-

делирование, анализ и мониторинг ключевых показателей эф-

фективности.

Все ВPM-комплекты включают аналитические финансо-

вые приложения, используемые для стратегического (и опера-

тивного!) управления, а также:

− системы бюджетирования, планирования и прогнози-

рования (budgeting, planning and forecasting);

− приложения оценки (моделирования) и оптимизации

прибыльности (profitability modeling and optimization);

− средства формирования бухгалтерской и финансовой

отчетности (statutory and financial reporting).

Непременным приложением ВPM-комплекта является

система консолидации финансовых данных (financial

consolidation), то есть их сбора из разнообразных источников,

проверки, преобразования, агрегирования и загрузки в храни-

лище данных, с которым работают аналитические приложения

ВPM-комплекта, а также получение консолидированных отче-

тов, характеризующих различные аспекты деятельности пред-

приятий.

Исследовательская фирма Gartner разделила поставщи-

ков ВPM-инструментов на три группы – это разработчики ба-

зовых аналитических (BI, business intelligence) систем, ERP-

комплексов и отдельных ВPM-приложений. В первой группе

выделяются компании Cognos и Hyperion Solutions.

Некоторые разработчики ERP-комплексов выпускают

также и ВPM-комплекты. Особенность их подхода — обеспе-

чение легкой консолидации данных из своих ERP-систем в

хранилище данных CPM-комплекта и/или даже реализация

прямого доступа ВPM-приложений к базам данных ERP-

систем.

Так, компания SAP AG предлагает модуль Strategic

Enterprise Management (SEM) для поддержки стратегического

управления предприятием. Этот компонент аналитики Gartner

относят к классу ВPM, но он, однако, не продается отдельно, а

предлагается только в составе системы mySAP ERP.

На российском рынке BPM-систем помимо вышепере-

численных компаний выделяется московская фирма InterSoft

Lab, предлагающая BPM-систему на основе собственных базо-

вых инструментов OLAP-анализа и консолидации данных.

5.4. СППР

Для поддержки и обеспечения системы принятия

управленческих решений на всех уровнях управления

возможно использование современных информационных

технологий. Спектр подобных решений очень широк. Это и

системы принятия решений на основе сбора данных, и

корпоративные порталы, и системы для обработки

функциональной информации, и огромное множество

подобных систем разного уровня. Однако наибольший интерес

в системах данного направления вызывают

специализированные решения класса СППР (систем

поддержки принятия решений). Их применение дает

возможность более точно моделировать ситуации, качественно

оценивать опасности, моделировать их воздействие, а также

выполнять анализ с большей точностью.

Рассмотрим основные характеристики программных

продуктов класса СППР.

Интерактивность СППР. Означает, что система откли-

кается на разного рода действия, какими человек намеревается

повлиять на вычислительный процесс, в частности в диалого-

вом режиме.

Интегрированность СППР. Обеспечивает совмести-

мость составных систем относительно управления данными и

средствами общения с пользователями в процессе поддержки

принятия решений.

Мощность СППР. Означает способность системы отве-

чать на самые важные вопросы.

Доступность СППР. Это способность обеспечивать вы-

дачу ответов на запросы пользователя в нужной форме и в не-

обходимое время.

Гибкость СППР. Характеризует возможность системы

адаптироваться к изменениям потребностей и ситуаций.

Надежность СППР. Означает способность системы вы-

полнять нужные функции на протяжении заданного периода

времени.

Робастность (robustness) СППР. Это степень способно-

сти системы восстанавливаться в случае возникновения оши-

бочных ситуаций как внешнего, так и внутреннего происхож-

дения.

Управляемость СППР. Означает, что пользователь мо-

жет контролировать действия системы, вмешиваясь в ход ре-

шения задачи.

Концепция СППР включает целый ряд средств,

объединенных общей целью — способствовать принятию

рациональных и эффективных управленческих решений.

Основу СППР составляет комплекс взаимосвязанных мо-

делей с соответствующей информационной поддержкой ис-

следования, экспертные и интеллектуальные системы, вклю-

чающие опыт решения задач управления и обеспечивающие

участие коллектива экспертов в процессе выработки рацио-

нальных решений.

На рисунке приведена архитектурно-технологическая

схема информационно-аналитической поддержки системы

принятия управленческих решений:

Оперативные

данные

(OLTP)

Хранилище данных

(Data Warehouse)

Анализ данных

(OLAP)

Интеллектуальный

анализ данных

(Data Mining)

Рис. 12. Схема информационно-аналитической поддержки

СППР

Первоначально информация хранится в оперативных ба-

зах данных OLTP-систем, но ее сложно использовать в про-

цессе управления. Агрегированная информация организуется в