Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,252

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ БАЗЫ ДАННЫХ ПО РЕИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ СТРАН ЕАЭС

Медведев М.А. 1 Присяжный А.В. 1 Берг Д.Б. 1 Таубаев А.А. 2 Исайчик К.Ф. 1
1 ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
2 Карагандинский экономический университет Казпотребсоюза
Авторами предложен подход к построению базы данных, позволяющий исследовать сценарии реиндустриализации стран ЕАЭС. Особенностью данного подхода является рассмотрение национальных экономик в виде развивающихся эколого-социо-экономических систем. В работе подробно рассматриваются следующие три этапа проектирования структуры базы данных: построение модели предметной области, концептуальное проектирование, логическое проектирование. Внутри БД было выделено 2 подсистемы – для хранения исходных данных и для хранения сценариев с целью послледующего анализа. Результатом создания базы данных, характеризующей состояние и развитие (динамику) эколого-социо-экономических систем, является формирование массива данных для прогнозирования на основе моделирования сценариев развития национальных экономик стран – членов ЕАЭС в условиях их реиндустриализации. Создаваемые базы данных должны обеспечивать создание массива данных, их хранение, обновление информации, описывающей состояние и динамику изменения национальных экономик этих стран.
базы данных
реиндустриализация
ЕАЭС
национальная экономика
сценарии
модели
эколого-социо-экономические системы
проектирование
ER диаграмма
1. Бляхман Л.С. Региональные и макрорегиональные основы новой индустриализации // Проблемы современной экономики. – 2014. – № 1 (49). ‒ С. 7–18.
2. Худякова Т.С., Шеломенцев А.Г. Особенности структур и моделей организации государственных программ в регионах Уральского федерального округа // Научная дискуссия: вопросы экономики и управления. – 2015. – № 12. – С. 128–137.
3. Ковальчук Ю.А., Поляков С.Г., Степнов И.М. Роль государственного регулирования и институциональной среды в условиях инновационной экономики // Инновации. – 2013. – № 3 (173). – С. 18–25.
4. Медведев А.Н., Медведева М.А., Горбич Л.Г. Информационная система для поддержки принятия решений в управлении парниковыми газами и отходами на региональном уровне // Сборник докладов X Международной конференции «Российские регионы в фокусе перемен». – 2016. – С. 328–334.
5. Ермаков Д.Г., Берсенев А.Ю. Модернизация вычислительного кластера для параллельного выполнения операционных систем Linux и MS Windows // Программные продукты и системы. – 2013. – № 4. – С. 16.

Стратегия дальнейшего социально-экономического развития стран Евразийского экономического союза (ЕАЭС) непосредственно связана с процессами реиндустриализации их экономики [1]. Вместе с тем следует отметить, что, во-первых, страны обладают различным потенциалом и находятся на разных стадиях своего развития и реиндустриализации. Во-вторых, они используют различные модели реиндустриализации: от восстановления существовавших ранее производств до глубокой модернизации отраслей промышленности на инновационной основе, а также создания принципиально новых производств, что требует привлечения значительных объемов инвестиций. Авторы предлагают рассматривать страны ЕАЭС как «эколого-социо-экономические системы» применительно к национальным экономикам стран ЕАЭС.

Традиционные подходы к социально-экономическому прогнозированию национального развития, как правило, не учитывают сложный и циклический характер происходящих изменений (процессов); особенности реализующихся моделей реиндустриализации; взаимосвязь их с воздействием на окружающую среду и качеством жизни населения. Более того, как правило, долгосрочные прогнозы развития национальных экономик опираются на сложившиеся тренды, игнорируют интеграционные процессы между ними, а также изменения, происходящие в структуре их экономики, вызванные внедрением инноваций и переходом на новую технологическую платформу.

Структура эколого-социо-экономической системы в данном исследовании определяется исходя из предпосылки социальных взаимодействий и участия людей во всех происходящих социально-экономических процессах. Стратифицированная структура состоит из страты управления (процессы организационно-управленческих и политических решений, влияющих на развитие территории) и страты субъектов хозяйствования (производство, бизнес, здравоохранение, культура, образование, ЖКХ). Влияние процессов в страте управления непосредственным образом отражается на процессах, происходящих в страте хозяйствующих субъектов [2]. И на ту, и на другую оказывают влияние факторы внешней среды (экологическое воздействие; политические решения и законодательные акты; изменение тарифов, рыночные законы, поведение хозяйствующих субъектов-конкурентов) [3]. Но и та, и другая страта имеют непосредственное влияние на изменение последствий социального характера индустриального развития.

В целях моделирования процессов реиндустриализации с учетом их многообразия и особенностей конкретных стран – членов ЕАЭС была поставлена задача создания базы данных, которая могла бы обеспечить исходной информацией сценарные экономико-математические модели развития национальных экономик. Первым этапом создания БД является разработка ее структуры.

С целью постановки технического задания на разработку БД было проведено предпроектное обследование. При проведении предпроектного обследования использовались следующие методы сбора информации: опрос, изучение документов, анкетирование. Далее был проведен анализ полученных в ходе предпроектного обследования данных и определены зависимости между сущностями БД.

Базовый функционал должен позволять хранить структурированные исходные «сырые» (raw) данные и позволять аналитику группировать показатели в отчетах при рассмотрении того или иного сценария реиндустриализации. Разработка структуры базы данных включала в себя следующие три шага:

а) построение модели предметной области,

б) концептуальное проектирование,

в) логическое проектирование.

Построение модели предметной области: сущности, атрибуты, связи

Предметная область включает в себя следующие информационные объекты:

- страна – член ЕАЭС: Российская Федерация, Республика Казахстан, Республика Беларусь, Республика Кыргызстан, Республика Армения;

- каждая национальная экономика стран – членов ЕАЭС представляется в виде эколого-социо-экономической системы;

- национальная экономика характеризуется ограниченным множеством показателей;

- показатели, характеризующие ее состояние и изменение, представляются в виде временного ряда за 2000–2015 гг.;

- национальные экономики рассматриваются как независимые друг от друга системы;

- показатели, характеризующие состояние системы, считаются независимыми друг от друга, что обеспечивает их достаточность и минимальную избыточность;

- существующие взаимосвязи показателей между группами в рамках отдельной национальной экономики как экологической системы определяются гипотезами, имеющими формальное описание;

- вероятные изменения состояния экологических систем описываются сценариями реиндустриализации стран – членов ЕАЭС, которые задаются изменениями (временными рядами) ключевых показателей.

Базовыми объектами в данной задаче выступают Страна, Подсистемы, Показатели, Значения Показателей. Информация о подсистемах структурно соответствует Показателям, поскольку требует хранить только название и значения подсистемы и в качестве каких-либо данных в работе активно не используется. Поэтому было принято решение объединить Подсистемы и Показатели, добавив при этом требование хранить значения показателей в древовидной форме, где первым уровнем иерархии как раз и будут Подсистемы. Это требование также позволяет группировать показатели для удобства использования (рис. 1).

medv1.wmf

Рис. 1. Группировки показателей, характеризующих базовые объекты

На рис. 2 представлена ER (Entity-Relationship) диаграмма, отражающая взаимодействие сущностей, с которыми планируется работать.

Концептуальное проектирование

В настоящее время реляционная модель данных является практически стандартом, на который ориентируются многие существующие системы управления базами данных [4]. Уровень абстракции в реляционных БД выше, чем в сетевых или иерархических моделях. Также представление данных в реляционных БД не зависит от способа их физической организации.

medv2.tif

Рис. 2. ER диаграмма (Entity-Relationship)

Реализация средствами реляционных баз данных не позволяет напрямую хранить древовидные данные в одной таблице. Для хранения древовидной структуры показателей была использована схема, в которой таблица участвует сама с собой в отношении «один-ко-многим». Для хранения иерархии использованы 2 столбца – первичный ключ (id), характеризующий любой элемент и столбец, хранящий в себе код родительского элемента (idРодителя).

Для элементов, находящихся на верхнем уровне иерархии, родитель отсутствует, соответственно, в поле idРодителя, в зависимости от используемой СУБД, будет храниться или 0 (код несуществующей записи, при нумерации с 1) или NULL. Для оптимизации производительности также добавлен столбец «Есть Потомки», который позволяет для любой отдельно взятой строки определить – является ли она листом дерева (= 0), то есть не имеет потомков или ссылкой на группу показателей (> 0) без дополнительных запросов к БД (данный функционал требует дополнительной операции при добавлении/удалении потомков).

Предложенная структура базы данных обеспечивает возможность хранить суммарные значения по группе из нескольких показателей и значения единичных показателей.

Логическое проектирование реляционной БД

Внутри БД было выделено 2 подсистемы – для хранения исходных данных и для хранения сценариев для анализа. Для хранения списка исследуемых подсистем было решено использовать первый уровень вложенности – элементы, у которых нет родителей. На рис. 3 приведена схема структуры базы данных, которая содержит входящие в БД таблицы и справочники, а также связи между ними.

Определение структуры базы данных (записи; элементы данных; связи между записями)

Схема данных содержит описание содержания, структуры и различных ограничений целостности, которые используются для создания и поддержки БД. Схема БД определяет таблицы и поля для всех таблиц.

medv3.wmf

Рис. 3. Структура базы данных

При проектировании структуры таблиц принимались во внимание требования к нормализации. Поскольку база данных будет использоваться для вычислений на основе хранящихся в ней данных, более одного значения в кортежах для каждого из атрибутов недопустимо [5]. Таким образом, ограничения первой нормальной формы принимались во внимание еще на этапе подготовки данных для предварительного анализа. Данные в источниках, из которых будет пополняться база данных, уже изначально также соответствуют первой нормальной форме.

Ограничения целостности данных учтены при создании первичных и внешних ключей. Вспомогательный контроль используемых данных реализуется на уровне допустимости типов значений при вставке в таблицы. Какие-то дополнительные ограничения целостности не требуются. СУБД уже при таких ограничениях целостности не позволит вставить показатели, основывающиеся на несуществующем ключе. Также невозможно корректно вставить в качестве числового показателя, к примеру, текст.

Выбор СУБД и других программных средств

Администрирование базы данных выполняется посредством SQL Management Studio. Для управления базой данных и разработкой модели данных использованы следующие программные средства:

- MS Visio;

- MS SQL Server Express;

- средство работы с базой данных MS Management Studio;

- язык запросов SQL.

Созданная структура данных уже обладает оптимальным набором индексов для выбранной задачи. Все необходимые столбцы, используемые в фильтрах запросов, уже являются либо первичным, либо внешним ключом. Однако, если в процессе эксплуатации базы данных будет замечена недостаточная производительность при выполнении сложных аналитических запросов, пользователь с ролью администратора может добавить необходимые индексы.

Обоснование СУБД

Плюсы MS SQL – в случае лицензии express для локального (по факту однопользовательского) использования до 10 гигабайт (актуальная версия) является бесплатной.

Удобные инструменты для работы с БД (SQL Management Studio), использование привычной для пользователей платформы Windows, что снижает затраты на обучение.

Заключение

В настоящее время в связи с большим объемом информации приоритет исследований смещается к разработке интеллектуальных систем, способных выявить скрытые от внешнего наблюдения процессы внутри объекта, спрогнозировать его поведение и предложить необходимые управляющие воздействия. Такие интеллектуальные базы данных создаются и актуализируются в результате обработки больших объемов данных. Поэтому создание информационной базы данных, характеризующих процессы реиндустриализации, качества жизни населения и изменения окружающей среды стран ЕАЭС, требует нового подхода к разработке технологий ее системной обработке. Решение проблемы обоснования сценариев реиндустриализации стран ЕАЭС должно опираться на интеграцию и комплексный анализ разнородных массивов первичных данных о состоянии выбросов и сбросов, полученных из различных источников наземных наблюдений различными методами измерений.

Статья подготовлена в рамках проекта № 5164/ГФ4 «Моделирование сценариев динамичного развития региональных эколого-социо-экономических систем в условиях реиндустриализации стран ЕАЭС», выполняемого НУ «Карагандинский экономический университет Казпотребсоюза», г. Караганда.


Библиографическая ссылка

Медведев М.А., Присяжный А.В., Берг Д.Б., Таубаев А.А., Исайчик К.Ф. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ БАЗЫ ДАННЫХ ПО РЕИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ СТРАН ЕАЭС // Фундаментальные исследования. – 2017. – № 8-2. – С. 417-421;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41684 (дата обращения: 16.12.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252