OLTP технологии

 

Недостатки

OLTP-системы оптимизированы для небольших дискретных транзакций. А вот запросы на некую комплексную информацию (к примеру поквартальная динамика объемов 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. 

Транза́кция (англ. transaction) — группа последовательных операций, которая представляет собой логическую единицу работы с данными. Транзакция может быть выполнена либо целиком и успешно, соблюдая целостность данных и независимо от параллельно идущих других транзакций, либо не выполнена вообще и тогда она не должна произвести никакого эффекта. Транзакции обрабатываются транзакционными системами, в процессе работы которых создаётся история транзакций. 

Различают последовательные (обычные), параллельные и распределённые транзакции. Распределённые транзакции подразумевают использование больше чем одной транзакционной системы и требуют намного более сложной логики (например, two-phase commit — двухфазный протокол фиксации транзакции). Также, в некоторых системах реализованы автономные транзакции, или под-транзакции, которые являются автономной частью родительской транзакции. 

Пример: Необходимо перевести  с банковского  счёта номер 5 на счёт номер 7 сумму в 10 денежных единиц. Этого  можно достичь, к  примеру, приведённой  последовательностью  действий:

Начать  транзакцию

прочесть баланс на счету номер 5

уменьшить баланс на 10 денежных единиц

сохранить новый баланс счёта  номер 5

прочесть  баланс на счету номер 7

увеличить баланс на 10 денежных единиц

сохранить новый баланс счёта  номер 7 

Окончить  транзакцию

Эти действия представляют собой логическую единицу работы «перевод суммы между счетами», и таким образом, являются транзакцией. Если прервать данную транзакцию, к примеру, в середине, и не аннулировать все изменения, легко оставить владельца счёта номер 5 без 10 единиц, тогда как владелец счета номер 7 их не получит. 

Режим оперативной обработки  транзакций OLTP 

Режим оперативной обработки  транзакций OLTP  (On-Line Transaction Processing) применяется в информационных системах организационного управления для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную нишу.

OLTP 

Обычно аналитические  возможности OLTP-систем сильно ограничены, они используются для того, чтобы способствовать повседневной деятельности корпорации, и опираются на актуальные для текущего момента данные. Информационные системы класса OLTP предназначены для сбора, регистрации, ввода исходных данных, относящихся к той или иной предметной области, первичной обработки данных, их хранения, адекватной визуализации, поиска, выдачи справок и отчетных материалов. Первичная обработка включает проверку корректности вводимых данных и их соответствия ограничениям целостности, идентификацию описываемых данными объектов, кодирование, передачу данных по горизонтальным и вертикальным связям. Данные в информационную систему вводятся либо с документа, имеющего определенную правовую силу, либо непосредственно с места возникновения данных. В последнем случае документ, содержащий введенные данные, печатается системой и ему придается правовая сила.  

В OLTP системах над целевыми БД исполняются целевые транзакции (например, занесение в таблицу записи с параметрами выписанного счета, оприходованной фактуры или любого другого факта), которые изменяют состояние БД и приводят их в соответствие текущему состоянию того фрагмента реального мира, который моделирует БД. Таким образом, основным назначением целевых БД является обработка транзакций.  

Подобные системы  предназначены для ввода, структурированного хранения и обработки информации в режиме реального времени. OLTP-системы позволяют сформулировать запросы типа: сколько, где и т.п. Предоставляя данные из постоянно синхронизируемых (обновляемых) БД, операционные системы не отслеживают динамику изменения процессов на больших временных промежутках, практически не производят обработку данных (за исключением определенных расчетов) и, что самое важное, не формируют выводы по имеемым данным, оставляя эту функцию лицу, принимающему решение.  

OLTP-приложениями охватывается широкий спектр задач во многих отраслях - автоматизация бухгалтерского и складского учета и учета документов и т. п.  

Основная функция  подобных систем заключается в одновременном  выполнении большого количества коротких транзакций от большого числа пользователей. Сами транзакции выглядят относительно просто, например, "снять сумму денег со счета А, добавить эту сумму на счет В".  

Информационные  системы класса OLTP характеризуются следующими особенностями.

Характеристики  ИС - информационных систем - класса OLTP

-относительной алгоритмической простотой,

-повышенной динамикой в части номенклатуры и структуры обрабатываемых документов, что связано с непосредственной близостью этих систем к предметной области,

-массовостью и территориальной распределенностью мест сбора исходных данных,

-высокими требованиями к достоверности и актуальности вводимых данных,

-массовостью, достаточно частой сменяемостью и относительно невысокой компьютерной -квалификацией персонала (пользователей).

-поддержкой большого числа пользователей;

-малым временем отклика на запрос;

-относительно короткими запросами;

-участие в запросах небольшого числа таблиц.  

Исторически такие системы возникли в первую очередь, поскольку реализовывали потребности в учете, скорости обслуживания, сборе данных и пр. Однако вскоре пришло понимание, что сбор данных - не самоцель и накопленные данные могут быть полезны: из данных можно извлечь информацию.

Стратегия разработки систем

Длительное время  в качестве стратегии разработки подобных систем использовалось следующее:

построение отдельных  АРМ, предназначенных для обработки  групп функционально связанных  документов, и тиражирование готовых  АРМ на места,

построение полнофункциональных  параметризуемых систем с тиражированием и настройкой по местам. Однако получаемые таким способом системы имели невысокие адаптационные возможности по преодолению динамики предметных областей. Они 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 следующем: тиражируются не готовые системы, а некоторые заготовки и технологический инструмент, позволяющие непосредственно на месте быстро построить/достроить систему с необходимой функциональностью и далее с помощью этого же инструмента ее модифицировать в соответствии с динамикой предметной области. 
 
 

Транзакции  – это действия, которые выполняются  либо полностью, либо не выполняются вообще. Если во время выполнения транзакции происходит нарушение работы системы, то база данных возвращается в исходное состояние, которое было до транзакции (откат). Все выполненные транзакции регистрируются в журнале транзакций. Транзакция считается завершенной, когда в журнале появляется соответствующая запись о транзакции. 
 

OLTP-технологии 

В практике общения  с представителями  информационных служб  предприятий нередко  приходится сталкиваться с серьезным недопониманием различий в возможностях, назначении и роли технологий, предназначенных для сбора информации, - OLTP-систем (On-Line Transaction Processing) и технологий анализа информации. Между тем они существенно различны по функциональности, и каждая из них отвечает за свою область в информационной системе.

Задачи  OLTP-системы – это быстрый сбор и наиболее оптимальное размещение информации в базе данных, а также обеспечение ее полноты, актуальности и согласованности. Однако такие системы не предназначены для максимально эффективного, быстрого и многоаспектного анализа.

Разумеется, по собранным данным можно строить  отчеты, но это требует  от бизнес-аналитика  или постоянного  взаимодействия с  IT-специалистом, или специальной подготовки в области программирования и вычислительной техники.

Как выглядит традиционный процесс принятия решений в российской компании, использующей информационную систему, построенную на OLTP-технологии?

Менеджер  дает задание специалисту  информационного  отдела в соответствии со своим пониманием вопроса. Специалист информационного  отдела, по-своему осознав задачу, строит запрос оперативной системе, получает электронный отчет и доводит его до сведения руководителя. Такая схема принятия критически важных решений обладает следующими существенными недостатками:

-используется ничтожное количество данных;

-процесс занимает длительное время, поскольку составление запросов и интерпретация электронного отчета – операции довольно канительные, тогда как руководителю, может быть, необходимо принять решение незамедлительно;

-требуется повторение цикла в случае необходимости уточнения данных или рассмотрения данных в другом разрезе, а также при возникновении дополнительных вопросов. Причем этот медленный цикл приходится повторять и, как правило, неоднократно, при этом времени на анализ данных тратится ещё больше;

негативным  образом сказывается  различие в профессиональной подготовке и областях деятельности специалиста  по информационным технологиям  и руководителя. Зачастую они мыслят разными  категориями и, как  следствие, не понимать друг друга;

неблагоприятное действие оказывает такой фактор, как сложность электронных отчетов для восприятия. У руководителя нет времени выбирать интересующие цифры из отчёта, тем более что их может оказаться слишком много. Понятно, что работа по подготовке данных чаще всего ложится на специалистов информационных отделов. В результате грамотный специалист отвлекается на рутинную и малоэффективную работу по составлению таблиц, диаграмм и т. д., что, естественно, не способствует повышению его квалификации.

Выход из этой ситуации один, и сформулирован он Биллом Гейтсом в виде выражения: "Информация на кончиках пальцев". Исходная информация должна быть доступна ее непосредственному потребителю – аналитику. Именно непосредственно доступна (!). А задачей сотрудников информационного отдела является создание системы сбора, накопления, хранения, защиты информации и обеспечения ее доступности аналитикам. 
 
 

Сфера применения - это сфера платежей, учета, резервирования мест, банки и биржевые операции. 
 
 
 
 
 

OLTP - системы ,      являясь      высокоэффективным      средством реализации оперативной обработки, оказались мало пригодны для задач аналитической обработки. Это вызвано следующим:

1. средствами     традиционных     OLTP -систем     можно     построить аналитический отчет и даже прогноз любой сложности, но заранее регламентированный.       Любой       шаг        в       сторону,       любое нерегламентированное   требование   конечного   пользователя,   как правило, требует знаний о структуре данных и достаточно высокой квалификации программиста;

2. многие необходимые  для оперативных систем функциональные  возможности являются избыточными  для аналитических задач и  в то же время могут не  отражать предметной области.  Для решения большинства аналитических  задач требуется использование  внешних специализированных инструментальных сре дств дл я анализа, прогнозирования и моделирования. Жесткая же структура баз не позволяет достичь приемлемой производительности в случае сложных выборок и сортировок и, следовательно, требует больших временных затрат для организации шлюзов.

3. в отличие  от транзакционных, в аналитических  системах не требуются и, соответственно, не предусматриваются развитые  средства обеспечения целостности  данных, их резервирования и восстановления. Это позволяет не только упростить  сами средства реализации, но и снизить внутренние накладные расходы и, следовательно, повысить производительность при выборке данных.  

Круг задач, эффективно решаемых каждой из систем, определим  на основе сравнительных характеристик  OLTP - и OLAP –систем 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Данные  в OLTP-системах организованы главным образом для поддержки таких транзакций, как: