РАЗРАБОТКА  XML-БАЗЫ  ДАННЫХ  ДЛЯ  СИСТЕМЫ  УПРАВЛЕНИЯ  ОРГАНИЗАЦИОННОГО  ТИПА

Бессонов  Сергей  Викторович

слушатель  Военной  академии  связи,  РФ,  г.  Санкт-Петербург

E-mail:  bessonov.sergey@icloud.com

Барыкин  Николай  Анатольевич

оператор  Военной  академии  связи,  РФ,  г.  Санкт-Петербург

E-mail:  melomaniak@live.ru

Саенко  Игорь  Борисович

д-р  техн.  наук,  профессор,  профессор  Военной  академии  связи,  РФ,  г.  Санкт-Петербург

E-mail:  ibsaen@mail.ru

DEVELOPMENT  OF  THE  XML-DATABASE  FOR  THE  CONTROL  SYSTEM  OF  ORGANIZATIONAL  TYPE

Bessonov  Sergey

listener  of  Military  academy  of  communication,  Russia,  St.  Petersburg

Barykin  Nikolay

operator  of  Military  academy  of  communication,  Russia,  St.  Petersburg

1. Igor

Ph.D.,  Professor,  Professor  of  the  Military  Academy  of  communications,  Russia,  St.  Petersburg

АННОТАЦИЯ

В  статье  рассматривается  модель  XML-базы  данных  для  учета  организационно-штатной  структуры,  которая  широко  используется  в  системах  управления  организационного  типа.  Обсуждаются  недостатки  реляционной  базы  данных  в  этой  области  и  результаты  обработки  запросов  к  XML-базе  данных  на  языке  XQuery.

ABSTRACT

The  article  considers  the  model  of  a  XML  database  for  the  accounting  of  organizational  and  regular  structure  which  is  widely  used  in  control  systems  of  organizational  type.  Shortcomings  of  a  relational  database  of  this  area  and  results  of  processing  of  inquiries  to  a  XML  database  in  the  XQuery  language  are  discussed.

Ключевые  слова:  XML;  база  данных.

Keywords:  XML;  data  base.

Расширение  областей  информатизации  и  автоматизации  влечет  дальнейшее  развитие  баз  данных  и  моделей  данных,  лежащих  в  их  основе.  Несмотря  на  то,  что  реляционная  модель  данных  в  настоящее  используется  практически  всеми  наиболее  популярными  коммерческими  системами  управления  базами  данных  (СУБД),  в  научном  мире  также  ведутся  исследования  по  разработке  и  применению  постреляционных  моделей.  Одной  из  таких  моделей  является  XML-база  данных,  в  которой  данные,  являющиеся  объектами  применения  и  обработки  запросов,  хранятся  в  виде  XML-документа. 

Расширенный  язык  разметки  XML  (eXtensible  Markup  Language)  широко  распространен  как  платформенно-независимый  формат  представления  данных.  Он  характеризуется  гибкостью  описания  структур  данных  произвольной  сложности.  Поэтому  XML-базы  данных  рассматриваются  как  хорошая  альтернатива  реляционным  базам  в  сложно-структурированных  предметных  областях  [1]. 

Целью  настоящей  работы  является  исследование  возможностей  построения  и  использования  для  обработки  запросов  XML-базы  данных  в  предметной  области  системы  управления  организационного  типа  на  примере  типового  предприятия,  а  также  сравнение  ее  возможностей  по  обработке  запросов  с  реляционным  прототипом.  В  качестве  XML-СУБД  использовалась  отечественная  система  Sedna,  являющаяся  отечественной  разработкой  Института  системного  программирования  Российской  академии  наук,  имеющая  версии  под  Windows,  Linux,  Mac  OS,  FreeBSD,  использующая  язык  запросов  XQuery  и  свободно  распространяемая  с  официального  сайта  разработчика  [3].

Рассмотрим  в  настоящей  статье  вопросы  построения  модели  XML-базы  данных,  а  также  программной  реализации. 

Предпочтительность  применения  XML-баз  данных  в  наибольшей  степени  проявляется  в  предметных  областях  с  иерархической  организацией.  Поэтому  для  прототипа  XML-базы  данных  системы  управления  организационного  типа  была  выбрана  область  учета  организационно-штатной  структуры,  являющаяся  наиболее  характерным  представителем  областей  такого  типа.

В  реляционной  базе  данных  для  реализации  данной  информационной  структуры,  как  правило,  используется  одна  реляционная  таблица.  Однако  по  количеству  неключевых  атрибутов  применяется  два  подхода. 

Первый  подход  заключается  в  расширенном  представлении  вышестоящих  элементов  организационно-штатной  структуры  в  отдельных  графах  таблицы.  Согласно  нему  для  каждого  уровня  иерархии  в  реляционной  таблице  создаются  отдельные  атрибуты  (графа  таблицы)  для  хранения  идентификаторов  объектов  вышестоящих  уровней.  Чтобы  правильно  извлекать  из  таблицы  релевантные  записи,  необходимо  в  запросах  указывать  условия  поиска  по  фильтрам,  в  которые  входят  идентификаторы  вышестоящих  объектов.  Запрос  на  языке  SQL  в  этом  случае  имеет  громоздкий  вид.  Основной  недостаток  расширенного  представления  проявляется  в  случае  охвата  организационно-штатной  структурой  большого  количества  уровней  иерархии  (четыре  и  более).  Тогда  Таблица  будет  иметь  множество  незаполненных  ячеек.  Это  при  обработки  сложных  запросов  может  привести  к  потере  достоверности  результатов  поиска.

Другим  подходом,  который  можно  назвать  сокращенным  представлением  организационно-штатной  структуры,  является  использование  в  таблице. 

Сокращенное  представление  по  своей  структуре  не  зависит  от  количества  описываемых  в  организационно-штатной  структуре  уровней  иерархии.  Его  суть  заключается  в  использовании  только  одного  атрибута  (внешнего  ключа),  содержащего  идентификатор  ближайшего  вышестоящего  объекта  в  иерархической  структуре.  При  таком  подходе  таблица  практически  не  имеет  пустых  ячеек,  поэтому  он  является  более  экономичным  и  удобным  для  представления  данных.  Однако  имеется  следующий  недостаток.  Если  необходимо  реализовать  такой  же  запрос,  как  в  предыдущем  примере,  то  потребуется  организация,  используя  внешний  алгоритмический  язык  программирования,  цикла  для  группы  команд  SQL,  причем  количество  шагов  изначально  не  определено.

Основная  гипотеза  настоящей  работы  заключается  в  утверждении,  что  XML-база  данных  для  учета  организационно-штатной  структуры  будет  свободна  от  недостатков,  свойственных  расширенному  и  сокращенному  реляционному  представлению. 

Исследования  проводились  на  XML-базе  данных,  фрагмент  которой  имеет  следующий  вид:

<ОШС>

  <ГенДиректор>

  <ФинДиректор>

             <Id>  0001  </Id>

             <Наименование>  ФинДиректор  </Наименование>

             <ФинОтдел> 

                     <Id>  0006  </Id>

                     <Наименование>  ФинОтдел  </Наименование>

                     <ГлБухгалтер>

  <Id>  0014  </Id>

  <Наименование>  ГлБухгалтер  </Наименование>

                       </ГлБухгалтер>

  <ЗамГлБухгалтера> 

                       <Id>  0015  </Id>

                       <Наименование>  ЗамГлБухгалтера  </Наименование>

                       </ЗамГлБухгалтера>

  </ФинОтдел>

  </ФинДиректор>

  </ГенДиректор>

</ОШС>

Прототип  XML-базы  данных  для  системы  управления  организационного  типа  была  реализован  в  среде  Sedna,  функционирующей  под  управлением  Windows  7.  База  имела  10  уровней  иерархии  и  содержала  свыше  1000  объектов  организационно-штатной  структуры,  которые  были  сгенерированы  автоматически  в  соответствии  с  алгоритмом,  описанном  в  патенте  [2].  Исследовались  возможности  обработки  запросов  на  поддерживаемом  в  данной  СУБД  языке  XQuery  [4].  В  частности,  для  выбора  объектов  одного  уровня  иерархии,  имел  вид:  for  $x  in  doc("oshs")/findir  order  by  $x/name  return  $x//name,  где  "oshs"  —  имя  XML-базы  данных;  findir  —  объект  вышестоящего  уровня. 

Экспериментальная  проверка  оперативности  и  достоверности  обработки  XQuery-запросов  к  разработанной  XML-базе  данных  показала  ее  высокую  эффективность.  Это  проявляется,  с  одной  стороны,  в  достаточно  высокой  скорости  обработки  запросов,  а  с  другой  —  в  высокой  релевантности  ответов.  В  то  же  время  недостатком  является  сложность  формирования  запросов  на  языке  XQuery  и  интерфейс  «командной  строки»  системы  Sedna.  Для  устранения  этих  недостатков  мы  планируем  разработку  специального  интерфейсного  модуля,  который  позволит  легко  сопрягать  XML-базу  c  существующими  Windows-ориентированными  базами  данных  реляционного  типа. 

Список  литературы:

1. Дик  Т.  Есть  ли  будущее  у  XML–СУБД?  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=60717.
2. Саенко  И.Б.,  Бочков  М.В.,  Обрезков  А.И.,  Притула  В.А.  Генератор  случайной  последовательности  заданных  значений  набора  данных  //  Патент  RUS  2138074  от  14.09.1998,  заявка  98117440/09.  Дата  опубл.  20.09.1999,  Бюл.  №  33.
3. Фомичев  А.,  Гринев  М.,  Кузнецов  С.  СУБД  Sedna:  технические  особенности  и  варианты  использования  [Электронный  ресурс]  //  Открытые  системы,  №  08,  2004.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.osp.ru
4. XQuery  1.0:  An  XML  Query  Language  (Second  Edition).  W3C  Recommendation  14  December  2010  (Link  errors  corrected  3  January  2011)  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.w3.org/TR/xquery