OLTP - системы

 

 

 

 

Дисциплина: ИТ управления проектами

Тема: «OLTP - системы»

                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информационные системы класса OLTP (On-Line Transaction Processing) или OLTP-системы предназначены, прежде всего, для обслуживания повседневной деятельности предприятия. 
 
          Главная задача этих систем - выполнение большого количества коротких транзакций. Транзакцией называют неделимую с точки зрения воздействия на базу данных последовательность операций манипулирования данными. 
 
          Сами транзакции являются достаточно простыми, но проблемы состоят в том, что таких транзакций очень много, выполняются они одновременно и при возникновении ошибок транзакция должна откатиться и вернуть систему в состояние, в котором та была до начала транзакции. Практически все запросы к базе данных в OLTP-приложениях состоят из команд вставки, обновления и удаления. Типичными примерами OLTP - приложений являются системы складского учета, заказов билетов, операционные банковские системы и др. Запросы на выборку в OLTP - системах, в основном, предназначены для предоставления пользователям выборки данных из различного рода справочников. Поскольку большая часть запросов известна заранее ещё на этапе проектирования системы, то критическим для OLTP-приложений является скорость и надежность выполнения коротких операций обновления данных. 
 
          Таким образом, OLTP-системы имеют следующие особенности: 
 
1. Рассчитаны на быстрое обслуживание относительно простых запросов большого числа пользователей;

 
2. Работают с данными, которые  требуют защиты от несанкционированного  доступа, нарушений целостности, аппаратных  и программных сбоев. 
 
           Для обеспечения целостности данных и изолированности пользователей транзакции в OLTP-системах должны обладать четырьмя основными свойствами: 
 
1. Атомарность. Транзакция должна выполняться как единая операция доступа к базе данных (БД) и может быть выполнена полностью либо не выполнена совсем. 
 
2. Согласованность. Свойство согласованности гарантирует взаимную целостность данных, т.е. выполнение ограничений целостности БД после окончания обработки транзакции. 
 
3. Изолированность. Это свойство означает, что транзакции должны выполняться независимо друг от друга, и доступ к данным, изменяемым с помощью одной транзакции, для других транзакций должен быть запрещен, пока изменения не будут завершены. 
 
4. Долговечность. Свойство долговечности означает, что если транзакция выполнена успешно, то произведенные ею изменения в данных не должны быть потеряны ни при каких обстоятельствах.

 

 
 
          Длительное время в качестве стратегии разработки OLTP-систем использовались следующие принципы: 
 
1.построение отдельных автоматизированных рабочих мест (АРМ), предназначенных для обработки групп функционально связанных документов, и тиражирование готовых АРМ на места; 
 
2.построение полнофункциональных систем с тиражированием и настройкой по местам. Однако получаемые таким способом системы имели невысокие адаптационные возможности, предъявляли высокие требования к эксплуатационному персоналу и требовали больших накладных расходов на сопровождение. 
 
          Относительно недавно начала применяться новая, третья стратегия разработки информационных систем класса OLTP. Ее суть состоит в том, что тиражируются не готовые системы, а некоторые заготовки и технологический инструмент, позволяющие непосредственно на месте быстро построить или достроить систему с необходимой функциональностью и далее с помощью этого же инструмента ее модифицировать в соответствии с динамикой предметной области.

Требования к OLTP системе:

• Сильно нормализованные модели данных;

• При возникновении ошибки транзакция должна целиком откатиться и вернуть систему к состоянию, которое было до начала транзакции;

• Обработка данных в реальном времени.

Преимущества

Высокая надёжность и достоверность данных, как следствие транзакционного подхода. Транзакция либо совершается полностью и успешно, либо не совершается и система возвращается к предыдущему состоянию. При любом исходе выполнения транзакции целостность данных не нарушается.

Недостатки

 

OLTP-системы оптимизированы для небольших дискретных транзакций. А вот запросы на некую комплексную информацию (к примеру поквартальная динамика объёмов продаж по определённой модели товара в определённом филиале), характерные для аналитических приложений (OLAP), породят сложные соединения таблиц и просмотр таблиц целиком. На один такой запрос уйдет масса времени и компьютерных ресурсов, что затормозит обработку текущих транзакций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OLAP и OLTP. Характеристики  и основные отличия

OLAP	OLTP
Хранилище данных должно включать как внутренние корпоративные данные, так и внешние данные	основным источником информации, поступающей в оперативную БД, является деятельность корпорации, а для проведения анализа данных требуется привлечение внешних источников информации (например, статистических отчетов)
Объем аналитических БД как минимум на порядок больше объема оперативных. для проведения достоверных анализа и прогнозирования в хранилище данных нужно иметь информацию о деятельности корпорации и состоянии рынка на протяжении нескольких лет	Для оперативной обработки требуются данные за несколько последних месяцев
Хранилище данных должно содержать единообразно представленную и согласованную информацию, максимально соответствующую содержанию оперативных БД. Необходима компонента для извлечения и "очистки" информации из разных источников. Во многих крупных корпорациях одновременно существуют несколько оперативных ИС с собственными БД (по историческим причинам).	Оперативные БД могут содержать семантически эквивалентную информацию, представленную в разных форматах, с разным указанием времени ее поступления, иногда даже противоречивую
Набор запросов к аналитической базе данных предсказать невозможно. хранилища данных существуют, чтобы отвечать на нерегламентированные запросы аналитиков. Можно рассчитывать только на то, что запросы будут поступать не слишком часто и затрагивать большие объемы информации. Размеры аналитической БД стимулируют использование запросов с агрегатами (сумма, минимальное, максимальное, среднее значение и т.д.)	Системы обработки данных создаются в расчете на решение конкретных задач. Информация из БД выбирается часто и небольшими порциями. Обычно набор запросов к оперативной БД известен уже при проектировании
При малой изменчивости аналитических БД (только при загрузке данных) оказываются разумными упорядоченность массивов, более быстрые методы индексации при массовой выборке, хранение заранее агрегированных данных	Системы обработки данных по своей природе являются сильно изменчивыми, что учитывается в используемых СУБД(нормализованная структура БД, строки хранятся неупорядоченно, B-деревья для индексации, транзакционность)
Информация аналитических БД настолько критична для корпорации, что требуются большая грануляция защиты (индивидуальные права доступа к определенным строкам и/или столбцам таблицы)	Для систем обработки данных обычно хватает защиты информации на уровне таблиц

 

 

Типичным примером применения OLTP-систем является массовое обслуживание клиентов, например бронирование авиабилетов или оплата услуг телефонных компаний. Обе эти ситуации имеют два общих свойства: очень большое число клиентов и непрерывное поступление информации.

При бронировании авиабилетов из многочисленных пунктов продажи непрерывно стекается информация об уже проданных билетах, которую вводят со своих рабочих мест операторы-продавцы. В той же БД формируется информация о свободных местах. С точки зрения данной задачи транзакция включает в себя набор таких действий, как:

• запрос оператора о наличии свободных мест на тот или иной рейс;

• отклик БД с предоставлением соответствующей информации;

• ввод оператором информации о клиенте, номере заказанного места и оплаченной сумме (возможно, будет присутствовать еще какая-либо служебная вспомогательная информация);

• передача новой информации в базу данных и внесение в нее соответствующих изменений;

• передача оператору подтверждения о том, что операция выполнена успешно.

Такие транзакции выполняются тысячи раз в день в сотнях пунктов продаж. Очевидно, что основным приоритетом в данном случае является обеспечение минимального времени отклика при максимальной загрузке системы.

Рассмотрим характерные черты данного процесса, свойственные в той или иной мере всем OLTP-системам.

• Запросы и отчеты полностью регламентированы. Оператор не может сформировать собственный запрос, чтобы уточнить или проанализировать какую-либо информацию.

• Как только перелет завершился, информация об обслуживании данного клиента теряет смысл, становится неактуальной и подлежит удалению по прошествии определенного времени (то есть исторические данные не поддерживаются).

• Операции производятся над данными с максимальным уровнем детализации, то есть по каждому клиенту в отдельности.

Ситуация коренным образом меняется, когда руководство авиакомпании принимает решение об изучении пассажиропотоков с целью, например, их оптимизации. Такие исследования могут быть реакцией на информацию о том, что в последнее время во многих пунктах продаж участились случаи нехватки билетов на определенные маршруты, что позволяет сделать предположение о целесообразности организации дополнительных рейсов.

Однако для проведения таких исследований необходимы как минимум три вещи. Во-первых, нужны данные о продажах билетов за достаточно длительный период (несколько месяцев или лет). Во-вторых, данные не должны содержать противоречий, пропусков, аномальных значений и других факторов, которые не позволят выполнить корректный анализ. В-третьих, необходима дополнительная информация о бизнес-среде: о конкурентах, рыночных тенденциях, ценах на топливо и пр. Очевидно, что типичная OLTP-система не может обеспечить ничего из перечисленного. Именно с пониманием этих проблем приходит осознание необходимости использования более развитых систем хранения данных, ориентированных на анализ.