Модели и алгоритмы информационной системы управление энергосбережением

Рис. 14. Обобщенная архитектура системы поддержки принятия решений

Рассмотрим отдельные подсистемы более подробно.

Подсистема ввода данных. В таких подсистемах, называ­емых OLTP (Online transaction processing), выполняется операцион­ная (транзакционная) обработка данных. Для реализации этих подсистем используют обычные системы управления базами данных (СУБД).
Ранее было отмечено, что для решения задач анализа данных и поиска решений необходимо накопление и хранение достаточно больших объемов данных. Этим целям служат БД. Исходя из этого можно сказать что БД является основе СППР [71, 72, 73, 74].
Средства для работы с БД представляют СУБД. Не решая непосредственно никаких прикладных задач, СУБД является инструментом для разработки прикладных программ, исполь­зующих БД.
Чтобы сохранять данные согласно какой-либо модели предметной области, структура БД должна максимально соответ­ствовать этой модели. Первой такой структурой, используемой в СУБД, была иерархическая структура.
Иерархическая структура предполагала хранение данных в виде дерева. Это значительно упрощало создание и поддержку таких БД. Однако невозможность представить многие объекты реального мира в виде иерархии привела к использованию таких БД в сильно специализированных областях.
Попыткой улучшить иерархическую структуру была сетевая структура БД, которая предполагает представление данных в виде сети. Работа с сетевыми БД представляет гораздо более сложный процесс, чем работа с иерархической БД, поэтому данная структура не нашла широкого применения на практике.
Наиболее распространены в настоящее время реляционные БД (РБД). Такая структура хранения данных построена на взаи­моотношении составляющих ее частей.
Основное понятие РБД – отношение, представляющее собой подмножество декартового произведения доменов D₁, D₂, …, D_k вида:

где

Домен – множество элементов, типы которых могут не совпадать.

Отношение .
Ближайший аналог отношения – таблица. Атрибутам отношения соответствуют заголовки столбцов, а телу – содержимое таблицы. Заголовки называют схемой отношения. Основные свойства отношения, следующие:

• 
  каждая строка представляет собой кортеж из k значений;
  
• 
  каждый кортеж содержит точно одно значение (соответ­ствующего типа) для каждого атрибута;
  
• 
  порядок столбцов фиксирован (1, 2, …, k);
  
• 
  порядок строк произволен;
  
• 
  любые две строки различаются хотя бы одним элементом.
  

Укрупненную модель РБД можно представить в следующем виде:

где T_{i –} i -я реляционная нормализованная таблица БД; k – число таблиц в БД.

(K_i – ключевое поле i-й таблицы; П_ij – j-е поле i-й таблицы; n – число неключевых полей).

Методика проектирования РБД:
1. где k – степень отношения R; A_i – атрибут отношения. n – мощность отно­шения; – j-й элемент атрибута A_i. Необходимо обеспечить выполнение условия:

2. Для всех атрибутов нужно обеспечить выполнение условия: – тип j-го элемента атрибута A_i.

3. Каждый столбец должен иметь уникальное имя:

где k – степень отношения.

4. Необходимо исключить дублирование записей.

где S_i – i-я запись;

5. Нормализация таблиц.

где K_m – атрибут, входящий в сложный ключ; A_i – неключевой атрибут.

Необходимо обеспечить

6. Назначения ключевых полей в таблицах.

где A_i – множество атрибутов отношения.

Необходимо найти такой атрибут Ai, чтобы обеспечилась истинность выражения:

7. Связей между таблицами. Необходимое условие наличия связи между отношениями А и B:




где q – степень отношения В; k – мощность отношения В; m – степень отношения A; n – мощность отношения A; Z(B_j) – значения атрибута B_j; Z(A_i) – значения атрибута A_i [75, 76, 77, 78].