bdotvety

1 Вопрос
Проблематика автоматизации информационного труда Эволюция развития технических средств
Середина XX века - научная революция. Необходимо решить проблему объемом информации и
возможностью человека воспринимать ее. Основное понятие в производстве - это жизненный цикл
изделия и способ производства. Жизненный цикл - совокупность произв процессов от
зарождения идеи до утилизации изделия.
Этапы ЖЦ
1)Осмысление потребностей
2)Исследование и анализ осуществимости
3)Проектирование и конструирование
4)Подготовка производства
5)Изготовление
6)Эксплуатация
7)Утилизация
В результате эволюции, пр-во осуществляется несколькими способами:
1Уникальный Все этапы ЖЦ осуществляются одним субъектом
2Кустарный Разделен на процесс создания и процесс использования Особенностью является то. что кустарь не модулирует
изделие Изменение формы происх методом проб и ошибок Форма изделия - хранилище инф-ции об изделии
3Промышленный Различные виды пр-ва 1)единичное, 2)серийное, 3) массовое. Особенности переход к пром способу осущ-ся
в рез-те появления чертежа (модели)
а)
возникает процесс конструирования чертежным способом
б)
деталировка, масштабирование, сборочные чертежи
в)
разделение труда и специализация
г)
технология изготовления
д) зависимость разл технолог процессов
2 Вопрос
Проблема создания Технических Средств (ТС).В связи с появлением пром способа пр-ва появляется
проблема создания ТС. Пром.способ пр-ва требует сочетания и увязки знаний обо всех этапах ЖЦ изделия, поэтому требовались
специалисты широкого профиля
Объектом анализа становится интеллектуальная деятельность, предшествующая выполнению объекта т е
объективирование интеллектуального труда
-ТС—{ПАС = в рез НТР)—НТСПереход от ТС к Новым ТС происходит с помощью Прикладных Автоматизированных Систем
В середине XX века произошла НТР. Человечество начало создавать новые технологии и средства Требовалось разрешение
проблемы между объемом информации и возможностью воспринимать эту информацию. Противоречия между информацией на
традиционных носителях и пропускной способностью человеческой
4 Вопрос
Информационные технологии. Этапы развития.
Технология - упорядоченная последовательность действий.
Производственная задача описывается набором компонент
предмет обработки, процесс обработки, субъект обработки,
средства обработки.
Предмет обр-ки - инф-ция
Процесс обр-ки - виды процессов по обр-ке ннф-ции
Субъект обр-ки - человек
Средства обр-ки - прогр-технич средства
Виды инф-х процессов
1)сбор инф-ции - обесп этапов произв. цикла и система упр-я таким набором сведений, который позволяет выполнять поставл
задачу.
2)передача инф-ции - перенос инф-ции в пространстве из одной точки в другую
3)Переработка инф-ции - целесообразная послед-ть действий, направленная на обеспечение процедуры принятия решений, либо
получения результатов
4)Хранение инф-ции - перенос инф-ции во времени
5)Вывод инф-ции - доведение инф-ции до пользователя в удобном для него виде и в удобное время
Виды инф-ции -текстовая, -образная,- звуковая и т д
Технические средства реализации для разных видов
информации.
- память - монитор * принтер - плоттер - сканер - микрофон -динамик - манипуляторы - TV - coder - процессор - модем,факс телекоммуникации
Наложение видов инф-ции с видами информ-х процессов позволяет обеспечить весь комплекс средств реализации этих
процессов в зависимости от типа информации Эволюция и проблемы Инф-х Техн-й: -ТС—-( 1-> НТР -> Электр обр-ка данных
(БД и БнД) ->Инф-е техн.(00 Подход и экспертные системы) -> новые Инф-е техн. -> Мультимедийные среды, средства и
технологии -> 1) —-НТС—
Скачок связан со становлением интеллектуального пр-ва, развивающегося эволюционными темпами.
1
Автоматизация этапов ЖЦ изделия 1 Исследование -> АСНИ (авт. сист. научных исследоаний) 2. Проектирование -> САПР
(сист. авт проектирования) 3.Подготовка пр-ва => АСТПП (АС технологич, подготовки пр-ва)
4.Изготовление -> АСУТП (АС управл-я технолог пр-вом)АСУТП - (ЧПУ + ГПС)
Числ Прогр У правд.+ Гибкие Производственные Системы
5.Эксплуатация -> АСУ (АС Управления) Автоматизированные ИС - способны хранить и обрабатывать данные
АИС 1)ИПС - для управления не структурированной информацией 2)БД
ИПС - хранение информационных массивов как правило состоящих из символьных данных. Принципы работы с ними схожи с
работой библиотеки. Существует информационный фонд, состоящий из множества документов, любому документу присвоен
идентификационный №. Есть классификатор СПА (справочная метка поисковый аппарат) - рубрики по теме
(классификационный тип), - по алфавиту (дескрипторный тип) Выбрав метку по классиф следует обращение к
информационному фонду
ПАС = (Функциональная часть + Обеспечивающая часть) Функциональная часть отражает структуру функции
автоматизированной предметной задачи Обеспечивающая часть - комплекс средств автоматизации и видообеспечение
Обеспечение - совокупность методов и средств для функционирования объекта
Информационное обеспечение - совокупность единой системы классиф. и кодирование инф-ции унифиц. систем (системы
документации) и массоивов инф-ции, использующихся в АС
Внешнее информационное обеспечение - методы и ср-ва идентификации объектов и представления их во входных объектах
Внутреннее информационное обеспечение - методы и ср-ва преобразования внешнего представления данных в машинное, оргция машинных массивов инф-ции данных и преоб-е машинного представления во внешние ПАС( АСНТИ. ИПС, АИС.БД) - ФЧ:
Функции ввода\вывода, управления, поиска, ОЧ: инф -метод, и орг.-техн. ПАС(АСУ) - ФЧ Функции ввода\вывода, управления,
поиска + статист, обр-ка данных; ОЧ: то же (как и в какой последовательности)
ПАС(АСНИ) - ФЧ Функции ввода\аывода, управления, поиска + сложная статист обр-ка данных, ОЧ прогр-технич (с пом каких
средств)
ПАС(САПР) - ФЧ обр-ка графической и образной(геом) инф-ции; ОЧ: ???
(1) -> процесс создания ПАС -> пред проектное обследование -> инф. моделирование -> подг-ка к реал из. ->(Выбор среды и ср-ва
реализации -> Датологическое исследование) ->Реализация -> (1)
5 Вопрос
'Электронная обработка данных, эволюция и проблемы Эволюция:
1Электронная обработка данных.
2Инф технологии
3.Новые инф технологии
4 Мультиинф среды, ср-ва и технологии.
1 Программирование кодов - где коды - это адреса физич. памяти; адрес - переменная; содержимое ячейки памяти -значение
переменной;
2. Символ кодирование - вводятся имена переменных.
3 Появление ЯПВУ: Особенности - 2 уровня: -логический и физический
Автоматически резервируется память для oпp-го типа данных, число переменных начинает резко возрастать.
Проблемы
1Рост числа переменных при решении сложных задач.
2Неявные связи данных в программе.
3Для извлечения данных из файлов необходимо использовать программный запрос
4. Появление аномалий по вводу и обработке данных.
множество + переменные -> структура данных
6 Вопрос
Понятия данные, информация и знание. Данные - фактическое описание любого явления, которое
представляет ценность. Универсальным средством представления данных,информации и знаний является естественный язык. В
естественном языке данные и их интерпретация осуществляется совместно. В вычисл. среде данные хранятся на логич.
носителях, а их интерпретация возлагается на человека.
Знание - Информация - Данные - Общее - Специфическое -Частное
Данные - это форма представления сведений в процессе их
хранения и обработки.
Информация - это содержание сведений об объектах, явлениях и событиях окр. мира.
Информация - это приращение знаний, которое может быть выведено на основе данных
Информация - это отрицательное приращение энтропии.
Знание - это целостная систематизированная совокупность научных понятий и познаний о закономерностях природы, общества и
сознания накопленные человечеством в процессе активной образовательной деятельности и направленная на дальнейшее познание
и преобразование окружающего мира
7 Вопрос
Информационное моделирование
Это прием научно-технического познания
Модель - это абстракция, позволяющая изучать и
исследовать окружающий мир.
2
Модель состоит из:
1. Множество предметов окр природы
2 Множество связей на этих предметах.
3.Множество ограничений на элементы и на связи
4.Множество манипуляций с этими элементами 1, 2 и 3 - статика модели; 4 - динамика модели Для нас (модель данных):
1- множ-во элементов данных и их состояний.
2- правила порождения структур данных и их состояний.
3- правила порождения ограничений на структуры данных и на их состояния.
4- множ-во операций над состояниями данных
Переход от РЕАЛЬНОГО К ИНФОРМАЦИОННОМУ миру Свойства объектов реального мира (реал.) — Элементы данных (инф)
Конкретные объекты — Структуры данных Связи объектов — Состояние структур данных Ограничения на объекты или на связи
объектов — Ограничение на структуры данных или на их состояние Динамика состояния объектов и их связей — Действия
(операции) над состоянием структур данных
Математический аппарат лежащий в основе моделирования данных должен позволять формально представлять
элементы структур данных и ограничения (пункты 1 и 2); формально ими манипулировать (пункты 3 и 4).
Исторически сложилось 3 модели данных: -иерархическая; -сетевая; - реляционная;
В основе реляционной модели данных лежит математический аппарат "Теоретика. Множественный
подход." и "Алгебра отношений"
Мат. аппарат лежащий в основе иерархической и сетевой модели данных называется "Теория графов"
Аппарат теории графов позволяет формально представлять данные, а теоретико-множественный подход и алгебра
отношений - представлять и моделировать данные при помощи манипуляций.
8 Вопрос
Реляционная модель данных. Теоретические основы (математический аппарат, основные понятия). В основе реляционной модели
лежит теоретико-множественное отношение - подмножество декартова произведения списка доменов.
Переход от множеств переменных к структурам данных произошел в 60-ых годах.
Идея: пусть существует множество A={1...n} (где 1...n-числовые переменные), тогда из него получим A={ai}и B={bj} (где а и b именованные переменные). Множество С=А*В - декартово произведение, т е C={(ai,bj)},
Отношение — декартово произведение списка доменов (множеств) PcDI*D2* *Dn (где Di=домен = {din}, a P-декартово
произведение) Pc{(dil,di2,...,din)} Отношение с геометрической точки зрения: l)PcDl*D2* *Dn - правило порождения
структуры, где Р - имя пространства (подмножества), a D1....Dn - структура пространства (оси координат)
2) P={(di1...din)}, P- подмножество, di1....din- множество точек подмножества Р Отношение с точки зрения таблиц:
l)PcDI*D2*...*Dn, где D 1 Dn - сигнатура (шапка) таблицы, Р - имя таблицы
2) P=((d.l...din)}, где di1 din - строки таблицы, Р-имя таблицы.
Размерность отношения называется арностью, которая определяется числом доменов в отношении. Табличная интерпретация:
Имя домена соответствует имени столбца, но сам домен полностью не совпадает со столбцом. Столбец -подмножество данного
множества. Кортеж - набор элементов в строке. Структурные единицы: простые (домен и значения) и сложные (отношение и
кортежи), при этом домен и отношение относятся к мета уровню, а значения и кортежи к конкретному уровню. Атрибут =
столбец.
9 Вопрос
Базовые понятия РМД
Тип данных (область допустимых значений множества). домен (элемент), атрибут (имя домена), кортеж (сложное состояние
структурной единицы), отношение (структура на элементах)
Тип данных - в современных реляционных базах данных допускается хранения символьных данных, числовых,битовых строк,
специальных числовых строк (дата, время), специальных темпоральных данных и т.д.
Домен (элемент) - потенциально допустимое множествозначений данного типа.
Схема отношения - это множество (именованное) пар {имя атрибута, имя домена)
Схема БД (в структ смысле) - это набор именованных схем отношения
Картеж (как сложное состояние) - это мн-во пар {имя атр ,значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени
атрибута принадлежащего схеме элементов
Отношение - это структура на элементах, это мн-во картежей соответствующих одной схеме отношения.
Свойства отношений:
1)отсутствие кортежей дубликатов Отношение не содержит кортежи дубликаты, это следует из определения отношения как
множества картежей => у любого отношения существует уникальный идентификатор - набор атрибутов, значения которых
однозначно определяют кортеж отношения. Для любого отношения по крайней мере полный набор его атрибутов обладает этим
свойством.
2)отсутствие упорядоченных кортежей - из определения отношения как множества картежей. Отсутсвие требования
поддержания порядка на мн-ве картежей дает доп. гибкость СУБД при хранении БД во внешней памяти и написании запросов.
3)отсутствие упорядоченных атрибутов отношения. Атрибуты отношения не упорядочены, т.к. отношение - это множество пар
{имя атрибута, имя домена}, если атрибуты не поименованы
4)атомарность значений атрибутов. Это следует из определения домена как потенц-го мн-ва значений простого типа данных, т.е.
среди значений домена не может содержаться множество значений
В РБД могут содержаться только «нормализованные» отношения или отношения представленные в 1NF. В «нормализованных»
отношениях любая ячейка содержит атомарное значение.
3
«Нормализованные» отношения составляют основу классического подхода организации реляционных баз данных. Они
обладают некоторыми ограничениями (не любую инф-цию удобно представлять в виде плоских таблиц, но эти отношения
существенно упрощают манипулирование данными
10 Вопрос
РМД (состав и элементы)
Реляционная модель данных (состав модели и элементы).
Функции:
1)представление данных (отношение, домен, кортеж)
2)манипуляция данными (языки манипулирования данными):
-реляционная алгебра (SQL)
-реляционные исчисления (состоят из: (а) исчисления на переменных кортежах (INGRESS QUEL) и (б)исчисления на
переменных доменах (ACCESS QBE)).
Реляционная модель данных состоит из 2 частей, описывающих разные аспекты реляционного подхода
1)структурная часть - фиксированное представление данных
2)манипулирующая данными (два механизма реляционная алгебра и реляционное исчисление)
В структурной части фиксируется, что единств, стр-рой данных, используемых в РМД является нормализованное н-арное
отношение.
В манипуляционной части модели существует 2 механизма: реляционная алгебра и реляционное исчисление -это абстр языки
запросов
Эти языки представлены в формальном виде и не реал изорваны в какой-либо действующей СУБД.
Реляционный язык запросов обычно обеспечивает не только функции абстрактного языка, но и некоторые потребности
пользователей
Реляционная алгебра базируется на теории множеств (предикаты 1-го порядка)
Все механизмы обладают важным свойством: они замкнуты относительно понятия отношения (выражения ред. алгебры и
формулы рел исчисления производятся над отношениями и рез-том вычисления является тоже отношение).
Реляционная алгебра и реляционные исчисления обладают большой выразительной мощностью: очень сложные запросы к БД
могут быть выражены с пом-ю 1-го выражения рел. алгебры или одной формулы реляц-го исчисления.
11 Вопрос
Реляционная алгебра. Объединение Разность. Произведение Проекция.
Основная идея состоит в том, что если отношения являются множествами, то средство манипулирования отношениями может
базироваться на традиционных теоретико-множественных операциях, дополненных некоторыми специальными операциями,
специфичными для баз данных.
Основные операции:
1) Объединение Q=R V S - объединением отношений R и S называется отношение Q, которое представляет собой множество
кортежей принадлежащих R или S или им обоим.
Свойства:
-дублирующие кортежи не удваиваются
-формальное ограничение - одинаковая арность
-кортежи(атрибуты) результирующего отношения не поименованы.
2) разность Q=R-S - разностью двух отношений R и S называется отношение Q, представляющее собой множество кортежей
принадлежащих R и не принадлежащих S.
Свойства:
-одинаковая арность
-кортежи результирующего отношения не поименованы
3)Декартово произведение Q=R*S - пусть отношения R и S обладают арностями к1 и к2, тогда декартовым произведением
называется отношение Q, в котором множество кортежей имеет длину к1+к2. (арности отношений - складываются, мощности перемножаются) => NQ=NR*NS - количество кортежей. AQ=AR+AS
4)Проекция - понижение арности Q=Пil...in(R), im<kl -унарная операция, которая позволяет осуществить доступ к определенной
части отношения (выборка по столбцам) Идея операции состоит в том, что берется отношение R, удаляются некоторые из его
атрибутов (компонентов) и переупорядочиваются оставшиеся
12 Вопрос
Реляционная алгебра Селекция. Пересечение Частное. Соединение.
Основная идея состоит в том, что если отношения являются множествами, то средство манипулирования отношениями может
базироваться на традиционных теоретико-множественных операциях, дополненных некоторыми специальными операциями,
специфичными для баз данных. Основные операции:
1) Селекция - выбор по критерию между строками
Q=CИГMAk(R)
к может быть представлен:
-операндами, являющимися константами или номерами
-арифметическими операциями сравнения: >,<,= и т.д.
-логическими операторами И, ИЛИ, НЕТ.
Как и в проекции, ф-ла в селекции может ссылаться на столбцы по именам, а не по номерам, если столбцы поименованы.
Селекция - множество кортежей Т, принадлежащих R, таких что при подстановке i-oгo компонента Т, вместо любого вхождения
4
U в формулу F, для любого i формула становится истинной (выборка по строкам).
Дополнительные операции реляционной алгебры:
2)Пересечение Q=R Л S=R-(R-S) - пересечением отношений R и S является отношение Q, содержащее одновременно и R и S.
Требование AR=AS .
3)Частное Q=R-=-S = П 1,2 ...r-s(R)- П1.2 ... r-s([П1,2 , г-s(R)*S] - R)
Пусть R и S являются отношениями арности r и s, при этом r>s и отношение S не пустое, тогда частное отношение Q -есть
множество кортежей длины t.
4) Соединение Q=R |><| S. (под значком |><| пишется (i) операнд (j), где i=R, j=S а операнд - операторы сравнения)
При соединении двух отношений по некоторому условию образуется результирующее отношение, кортежи, которые являются
конкатенацией(склеиванием) кортежей 1-го и 2-го отношений и удовлетворяет заданному условию.
Виды сравнения
-естественное соединение (есть одинаковые столбцы. Столбцы поименованы и существует хотя бы 1 общий => K=K1+K2-N, где
N число общих столбцов)
-эквисоединение (нет одинаковых столбцов, и стоит оператор сравнения = «=»)
-произвольное соединение (нет --|--, ? не = «=»)
13 Вопрос.
Реляционная алгебра Законы операций. Законы операций (композиций):
1)коммутативный
2)ассоциативный
3)дистрибутивный
Под отношением будем понимать совокупное отражение множества имен атрибутов на множество значений Два отношения
являются равными, если они считаются одним и тем же множеством отображений.
Коммутативный - применяется для соединения и декартова произведения R*S=S*R и т.д. (для соединений) Ассоциативный - для
декартова произведения и соединения, как следствие(?) (R*S)*Q=R*(S*Q) и т.д. Дистрибутивный - закон перестановки операции
селекция с другими операциями СЕЛ. f (R-S)= СЕЛ. f (R)- СЕЛ. f (S) Законы каскадов СЕЛ. П(СЕЛ. f2(R))=CEЛ f1f2(R), т.е. Пр
1,2,3(Пр1,2,3,4,5(R))=Пp 1,2,3(R)
14 Вопрос
Проектирование реляционных баз данных с использованием нормализации. Определения, проблематика, этапы нормализации.
При проектировании рассматривается 2 основные проблемы;
1)каким образом отобразить объекты предм-й области в абстр. Модели Данных, чтобы это отображ-е не противоречило семантике
предметной области и было по возм-ти наиб, эффективным, удобным и т.д. (это проблема логического проектирования БД)
2)как обеспечить эффективность выполнения запросов к БД т.е. каким образом, имея ввиду особенности конкр. СУБД
расположить данные во внешн. памяти, создание каких доп. структур требуется и т.д. (это проблема физического
проектирования БД)
Проблема лог-го проектиров-я состоит в принятии решений о том, что: 1) из каких отношений должна состоять БД; 2) какие
атрибуты должны быть у этих отношений; 3) какие связи между атрибутами предусматриваются.
Проектир-е Рел-х БД с исп-ем нормализации:
Процесс нормализации связан с устранением аномалий обработки информации из традиционных таблиц:
1)проблема избыточности инф-ции; 2)Аномалии при обновлении данных (т е при вводе данных сохр-ся избыточные данные);
3)Аномалия включения (при добавлении - дублирующая инф-ция)
4)Аномалия удаления (при удалении можно потерять нужную инф-цию).
Теория нормализ-ция обеспеч. требования, которые представляются отношением для реализации операций реляц. алгебры.
Функциональная зависимость - это зависимость между данными.
Нормализация - классический подход при котором процесс проектирования производится в терминах реляц, модели данных
методом последовательных приближений к удовл набору схем отношения
Исходной точкой явл-ся представление предм-й области в виде 1-го или неск. отношений и на каждом шаге проектирование
произв-ся некот. набор схем отношения, обладающих лучшими свойствами (каждая след норм форма обладает свойствами,
лучшими, чем предыдущая). Каждой норм, форме соотв-ет некот-й набор ограничений.
Нормализация - метод создания набора отношений с заданными свойствами на основе установл-х требований к данным.
Выделяется след. последовательность нормальных форм (NF):
-1NF, -2NF, -3NF, - ВCNF( нормальная форма Бойса-Кода), -4NF, -5NF(PJ/NF); Основные свойства NF:
5
1, Каждая след НФ в некотором смысле лучше предыдущей,
2. При переходе к след. НФ свойства предыдущих НФ сохраняются.
15 Вопрос
Проектирование РБД с исполльз-ем норм. 1,2 и 3 НФ.
1NF.
Основывается на понятии функц. зав-ти. Если существует отн-е R(A1...An),
то говорят, что атрибут Ai отн-я R функц зависит от атрибута А1 отн-я R, если кажд
знач-ю атрибута А1 соответствует точно одно знач-е Ai (A1--->Ai)
Детерминант (функц-ой зав-ти) наз-ся элемент (или атрибут) от которого функ-но зависят
все остальные атрибуты отн-я.
1NF-это отн-е, в кот на пересечени каждой строки и каждого столбца содержится только одно знач-е
атрибута (те атомарное знач-е).
Для приведения отн-я к 1 НФ нужно:
1) разделить атрибуты на атомарные,
2) создать новое отн-е;
3) определить функ-е зав-ти в отн-ии;
4) выбрать первичные ключи.
2NF
Основывается на понятии полной (частичной) функц зав-ти.
Предположим, что А1 - это мн-во атрибутов А1=(А11...А1m). Отн-е A1m полностью функц зав-т
от набора атрибутов А1, если А1 функц зав-т от всего мн-ва ат-в А1.
Например, АВ-ключ;АВ зав-т от С=А, зав-т от С и В, зав-т от С(полн АР).
Тогда как: АВ зав-т от D=А, зав-т от D и В, не зав-т от D(част Ф3)
След-но-2NF - это отн-е, кот наход в 1NF и каждый ат-т кот, не входящий в состав первичного ключа
хар-ся полной функц зав-тью от первичного ключа.
2NF имеет смысл для отн-й, имеющих сложный (составной) первичный ключ.
Для приведения в 2НФ нужно:
1)выделить атрибуты, кот-е зависят только от части первич ключа;
2) создать новое отн-е, включающее часть первого ключа и ат-ты, зав-е от него.
3) создать связь между получ-ми отн-ми.
3NF основывается на понятии транзитивной фун-й зав-ти.
Если дано отн-е R с ат-ми (А,В,С) и ат-т С функ-но зав-т от В, а В зав-т от А, то С фун-но зав-т от А.
Для приведения отн-я к 3НФ необходимо исключить транзитивные фун-е зав-ти.
3НФ - отн-е, кот нах-ся во 2НФ и не имеет не входящих в первичный ключ ат-в, кот нах-ся в транзит фун-й зав-ти от первичного
ключа (иначе: никакой неключ эл-т не должен зав-ть от другого неключ эл-та).
Для приведения отн-я к 3 НФ нужно:
1)выделить транзит-е зав-ти;
2) произвести декомпозицию исх-го выр-я на отн-я не содержащие транз функ зав-ти
3) установить связи между получ отн-ми.
16 Вопрос. Проектирование РБД с исп-ем норм BCNF.4 и 5 НФ
Если имеются функц-е зависимости атрибутов отмоношения от атрибута, являющегося
частью первичного ключа, то это приводит к аномалиям.
Детеринант -это атрибут, от которого полн функц зависит некоторый другой атрибут.
BCNF ( Нормальная форма Бойса=Кода) Отношение R находится в BCNF в том и только в том случае, если каждый
детерминант является возможным ключем.
4NF:Основывается на понятии многозначной зависимости. В отношении R c атрибутами А,В,С существует многозн зависимость
атрибута В от атрибута А, в том и только в том случае, если множество значений В соответствующее паре значений А и С зависит
только от А и не зависит от С
RA->->RB
RA->->RC
Дальнейшая нормализация отношений основана на теореме Фейджина.
Под проецированием без потерь понимают такой способ декомпозиции отношения, при котором исходное отношение полн и без
избыточности восстан путем естественого соед получ отношений.
Отношение находится в 4НФ в том итолько том случае, если существует многозначная зависимость А от В (А—- >В) все
остальные атрибуты R функционально зависят oт А (А->->C)
5NF: зависимость соединения - отношение R с атрибутами (X,Y...Z) удовлетворяет зависимости соединения (X,Y...Z)*в том и
только том случае, когда R восстановлено без потерь путем соединения своих проекций на XY... Z.
Отношение R накалится в 5 НФ (НФ проекция соединения), если любая зависимость соединения в R следует из существования
некоторого возможного ключа в R.
17 Вопрос
Семантич-е модели данных.
6
Проектирование БД при помощи механизма нормализации в терминах отн-й - оч сложный и неудобный для проектирования
процесс.
Потребность проектировщиков БД в более удобных средствах моделирования предметной области возродили направление
семантических моделей данных. Любая развитая семан модель дан-х как и реляционная модель д-х включает структуры и
манипуляцию, те части по представлению дан-х и их обработку. Главное назначение семан моделей дан-х - обеспечение
возможности выр-я семан дан-х.
На использовании разновидностей ER модели основано большинство современных подходов проектирования БД.
Модель была предложена Ченом в 1976г.Подход дает возможностьмногообразия реального мира представлять универсально.
В его основе лежит деление реального мира на отдельные сущности, кот находятся в определ связи друг с другом.
Сущность-связь-атрибут(Essent-Relationthip-Ambutes)
Атрибуты - cв-ва сущности.
18 Вопрос
Основные понятия ER-модели.
ER-модели, предложены Ченом в 1976 г.
Этот подход дает возможностьпредставлять многообразие дан-х мира универсально. В основе- деление реального мирана
отдельные сущности.
Атрибут - св-во сущности (сущ-ть--связь--атрибут). Моделирование предметной области базируется на использовании
графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных объектов(компонентов).
ER-модель широко используется в CASE-системах.
Сущ-ть -- реальный или предметный объект, инф-я о кот должна сохраниться и быть доступна. В диаграмме ER модели сущ-ть
представлена в виде прямоугольника, содержащего имя сущ-ти (при этом имя сущ-ти - имя поля, а не экземпляра этого
типа)(Например, Аэропорт(имя) Шереметьево, Хитроу(экземпляры))
Люб экзем-р сущ-ти д.б. отличным от любого другого экземпляра той же сущности.
Связь-графически изображаемая ассоциация,установленная между двумя сущ-ми. Связь всегда бинарная и м. существовать между
разными сущ-ми и между сущ-ю и ей же самой(рекурсивная связь). Связь представляется в виде линии, связывающей две сущ-ти.
У любой связи связи выделены два конца, на любой из кот указывают имя конца связи и степень связи(сколько экщем-в данной
сущ-ти связывается).
Обязательность связи --> указывается на конце (показывает любой ли экземпляр данной сущ-ти должен участвовать в связи).
В месте стыковки связи с сущностью используют 3-х точечный вход, если в связи участвуют много экзем-в сущ-ти и одно
точечный вход, если в связи участвует
один экзем-р сущности.
Обязательные конец связи изображают сплошной линией, необязательный - прерывистой.
Атрибутом сущности является любая деталь, которая содержит для уточнения, идентификации, классификации
(числовой характеристики) или выражения состояния сущности.
К числу более сложных элементов модели относится
1) подтипы и супертипы сущностей; 2) связи "many-to-many"(многие-ко-многим); 3)уточняемая степень связи 4)каскадное
удаление экземпляров сущности; 5) домены (класс сущности)
Нормальные формы ER-схем.
Как и в РМД в ERM вводится понятие нормализации или НФ
1НФ: устраняются повторяющиеся атрибуты или группы атрибутов (те производится выявление неявных сущностей,
"замаскированных под атрибуты»)
2НФ: устраняются атрибуты,зависящие только от части
уникального идентификатора. Эта часть уникального идентификатора oпределяет отдельную сущность.
Уникальным идентификатором сущности является атрибут, набор атрибутов, комбинация связей, комбинация связей и
атрибутов, уникально отличающая любой экземпляр сущности от других экземпляров сущностей того
же вида.
З НФ: устраняются атрибуты, зависящие от атрибутов сущности, не входящих в уникальный идентификатор .Эти атрибуты
являются основой отдельной сущности.
19 Вопрос
Получение реляционной схемы из ER-схемы
1) любая прости сущность превращается • таблицу(отношение). Простая сущность - сущность не являющаяся подтипом и не
имеющая подтипов: имя сущности становится именем таблицы
2) любой атрибут сущности -> становится возможным столбцом таблицы ( с тем же именем)
3) Компоненты уникального идентификатора сущности превращаются • первичный ключ таблицы
4) связи М:1 и 1:1 становятся внешними ключами
5) индексы создаются для первичного ключа, внешних ключей и для тех атрибутов, на на которых предполагается базировать
запросы.
20 Вопрос
Ограничение целостности модели дан-х (осн понятия, виды цел-ти и цел-ть по сущностям).
Целостность- состояние да-х, когда они сохраняют свое информационное содер-е и однозначность
интерпритации в усл-ях случайного воздействия.
Это м.б. достигнуто в опред-х пределах;
7
СУБД не могут контролировать правильность любого значения, вводимого в БД(хотя люб знач--е можно
проверить на правдоподобность). Цел-нь дан-х считается сохраненной, если данные не искажены и не разрушены.
Ограничение цел-ти - правила, определяющие логические ограничения, накладываемые на данные и используемые СУБД для
поддержания цел-ти дан-х.
Источники ошибок при нарушении цел-ти дан-х м.б.:
1) преднамеренное разрушение дан-х(проблема безопасности СУБД)
2)случайная ситуация (случ разрушение - стирание или получение в рез-те вычислений знач-й,
не соответствующих характеристикам реальных объектов).
3 типа огр-я цел-ти дан-х:
1)по сущности 2)по ссылкам 3) определ пользователем.
Цел-ть по сущностям не допускает , чтобы какой-либо ат-т,участвующий в первичном ключе принимал неопределенные знач-я.
Чтобы обойти проблему неполных дан-х в БД используют знач-е "типы дан-х", доплненные Null - знач-ми(маркер, показвающий,
что реальной знач-е ат-та неизвестно).
21 Вопрос
Ограничение целостности модели данных (основные понятия, виды целостности и целостность по- ссылкам)
Целостность - состояние данных, когда они сохраняют
интерпретации в условиях случайного воздействия. Это может быть достигнуто в определенных пределах СУБД не могут
контролировать правильность любого
значения, вводимого в БД (хотя любое значение можно проверить на правдоподобность). Целостность данных считается
сохраненной, если данные не искажены и не разрушены.
Ограничение целостности - правила, определяющие логические ограничения, накладываемые на данные и используемые
СУБД для поддержания целостности данных. Источники ошибок при нарушении целостности данных могут быть
1) преднамеренное разрушение данных (проблема безопасности СУБД)
2) случайная ситуация (случайное разрушение - стирание или получение в результате вычислений значений, не соответствующих
характеристикам реальных объектов) 3 типа ограничения цел-ти данных: 1 )По сущности. 2)По ссылаем; 3)Определ.
Пользователем
Ограничение по ссылкам.
Внешним ключом является один из не ключевых атрибутов отношения, который в другом отношении является первичным
ключом В реляционных БД основными являются связи I М. Взаимосвязь типа М М реализуется последовательным иск-ем неск-х
вз-й I M Отношение вводящее в связь со стороны 1- родительское, со стороны М - дочернее (главное и подчиненное)
Ссылочная целостность -такое состояние БД, при котором каждому значению внешнего ключа подчиненного
-отношения соответствует картеж главного
(родительского) отношения С таким же значением первичного ключа.
Свойства внешнего ключа
- должен быть либо =значению первичного ключа
- либо полностью не определен
тк внешн. ключи служат ссылками на картежи, от они не должны указывать на несущ-е объекты - это опр-ся правилом целостности
внешних ключей внешн-е ключи не должны быть несогласованные
Ссылочная целостность может нарушаться в результате операций, изменяющих состояние БД (вставка, обновление, удаление
кортежей)
1) обновление кортежей в родительском отношении
2) удаление кортежей а родительском отношении
3) вставка кортежей в дочернее отношение
4) обновление кортежей в дочернем отношении Существует 2 оси стратегии поддержания ссылочной цел-ти
* RESTRICT (ограничить) - не разрешать выполнение операций приводящих к ограничению (нарушению) ссылочной
целостности Это самая простая стратегия требующая проверки: имеются ли картежи в дочернем отношении связанные с
некоторыми картежами в родительском отношении
*CASCADE (каскадировать) - разрешение выполнения требуемых операций, но внести поправки в другие отношения так, чтобы не
допустить нарушения ссылочной целостности, и сохранить все имеющиеся связи Изменение начинается я родительском
отношении и каскадно выполняется в дочерних.
22 Вопрос
Реляционная модель данных (достоинства и недостатки).
Достоинства:
-наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют сравнительно просто моделировать большую часть
распространенных предметных областей и допускают точные формальные определения, оставаясь интуитивно понятной,
-наличие простого и мощного математического аппарата, опирающегося не теорию множеств и мат логику и обесп-го теор-кий
базис реляц-го подхода к огр-ции БД
Недостатки:
- некоторая ограниченность (следствие простоты) при использовании в нетрадиционных областях, в которых требуются сложные
структуры данных (САПР)
-невозможность адекватно отражать семантику предметной области (возможность предст-я знаний о семант специфике предм-й
обл-ти в Рел. системах очень ограничены).
8
23 Вопрос
Сетевая модель данных.
Математический аппарат модели - теория графов Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического
подхода. Сеть, которая используется в сетевой модели – граф. Но существует особенность - у вершины графа может быть больше
одного предка Граф может быть ориентирован В иерархических структурах запись-потомок должна иметь только одного предка, а
в сетевых структурах любое количество предков. Сетевая БД состоит из набора записей и связей между этими записями. Тип связи
определяется для двух типов записи: потомок предок. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка, и
упорядоченного набора типов записей потомок
Манипуляция данными
1)найти конкретную запись в наборе однотипных данных
2)перейти от предка к одному потомку по некоторой связи
3)перейти к следующему потомку в некоторой связи
4)перейти от потомка к предку по некоторой связи
5)создать/уничтожить запись, модифицировать запись
6)создать/исключить запись из связи и т п. Ограничения целостности
В принципе их поддержание не требуется, но иногда требуют целостности по ссылкам (как в иерархической модели)
Достоинства
-развитые средства управления данными на низком уровне
-реализуется отношение многие-ко-многнм
-высокая производительность
-возможность построения эффективных прикладных систем
-наглядность структур данных Недостатки:
-отсутствие аппарата манипуляции над структурами
-ограниченное управление структурами данных
-сложность в использовании
-необходимо знание о физической организации => прикладные системы зависят от реализации
-сложность в организации доступа к БД.
Первая СУБД, построенная по сетевой модели - IDMS (1971 г.). Правами на нее обладает компания Computer Associates, она до сих
пор поставляет и развивает эту СУБД. Примером может служить и СУБД IMAGE/1000 фирмы
Hewlett-Packard
27 Вопрос
Структура ДЛМ. ДЛМ:
-логический уровень - конкретный (обобщенный[ концептуальная модель] и локальный [внешняя модель])
-физический уровень - абстрактный [внутренняя модель]
Внешняя модель - в архитектуре СУБД модель данных на внешнем уровне отображает представления пользователей о БД
Концептуальная модель - информационная модель предметной области в терминах конкретной СУБД, содержащая полный набор
данных и связей
Внутренняя модель - в архитектуре СУБД слой нижнего (физический) уровня, отображающий представление данных во внешней
памяти и методы доступа к нему.
24 Вопрос
Иерархическая модель данных.
Математический аппарат модели - теория графов, 1968 год первая реализация. Иерархия - сеть (представленная графом), является
«лесом», т.е. это совокупность деревьев. Иерархическая модель данных состоит из упорядоченного набора деревьев (из
упорядоченного наборе нескольких наборов одного типа дерева).
Тип дерева состоит из одного - «корневого» типа записи и упорядоченного набора типов поддеревьев (любой из которых является
некоторым типом дерева) Тип дерева в целом представляет собой иерархически организованный набор типов записи. Порядок
обхода сверху вниз или слева направо.
Манипулирование данными:
1)найти указанное дерево БД
2)перейти от одного дерева к другому
3)перейти от одной записи к другой внутри дерева
4)перейти к другой в порядке обхода иерархии
5)вставка/удаление записи.
Ограничение целостности - поддержание целостности ссылок между предками и потомками. Никакой потомок не может
существовать без своего родителя.
Достоинства
-Простота в понимании и использовании.
-Обеспечение определенного уровня независимости по сравнению с файловыми системами.
-Простота обслуживания и оценки характеристик, так как благодаря дисциплине удаления нет нужды заботиться о висячих
ссылках.
-Высокая скорость доступа.
Недостатки
Основной недостаток - невозможность реализации отношения «многие к мно-гим» в рамках одной базы
данных. Реализация такого отношения на основе двух БД затрудняет управление.
9
Первая СУБД построенная по иерархической модели – IMS компании IBM (1969 г) Она до сих пор эксплуатируется на разных
платформах. Кроме того, приме-ром иерархической СУБД может служить ДИАМС, входящий в программное обеспечение ЭВМ
типа СМ-4 (зарубежный аналог - MAMS
фирмы DEC). Есть вариант этой СУБД и для персональных ЭВМ.
Ограничения целостности.
Автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может
существовать без своего родителя. Заметим, что аналогичное поддержание целостности по ссылкам между записями, не
входящими в одну иерархию, не поддерживается (примером такой "внешней" ссылки может быть содержимое поля Каф_Номер в
экземпляре типа записи Куратор).
В иерархических системах поддерживалась некоторая форма представлений БД на основе ограничения иерархии. Примером
представления приведенной выше БД может быть иерархия
25 Вопрос
В иерархических структурах запись-потомок должна иметь только одного предка, а в сетевых структурах любое количество
предков.Остальное в достоинствах и недостатках этих моделей
Достоинства НМД
-Простота в понимании и использовании.
-Обеспечение определенного уровня независимости по сравнению с файловыми системами,
-Простота обслуживания и оценки характеристик, так как благодаря дисциплине удаления нет нужды заботиться о висячих
ссылках.
-Высокая скорость доступа.
Недостатки ИМД
Основной недостаток - невозможность реализации отношения «многие к многим» в рамках одной базы
данных, Реализация такого отношения на основе двух БД затрудняет управление.
Достоинства СМД;
-развитые средства управления данными на низком уровне
-реализуется отношение многие-ко-многим
-высокая производительность
-возможность построения эффективных прикладных систем
-наглядность структур данных Недостатки СМД:
-отсутствие аппарата манипуляции над структурами
-ограниченное управление структурами данных
-сложность в использовании
-необходимо знание о физической организации => прикладные системы зависят от реализации
-сложность в организации доступа к БД.
26 Вопрос
Датологическое моделирование Программно-Технические Средства Реализации АИС Посл-ть автоматизации инф-х процессов
включает след.
1)Анализ традиц-го решения задачи 2)Информ-е моделирование 3)Выбор ПТСр и средств реализации 4)Планирование реализации
5)Даталогическое моделирование 6)Реализация АИС ЕЯ->ФЯ(формальн. язык)
ЕЯ -(инф. моделирование)->ФЯ 1 -(выбор ПТСр)-> (ДЛМ ->Реализация) = ФЯ2 ДЛМ -допустимое представление данных с
помощью определенных программно-технических средств, т е ДЛМ должны быть всегда ориентированы на среду реализации
(программно-технические среды).
Разнообразие ПТС предполагает разнообразие допустимых ДЛМ. Под ПТС будем понимать совокупность факторов: типохарактеристика информационного пространства
-типохарактеристика вычислительной техники
-типохарактеристика ОС (пакет программ).
ПТС - пакет или комплекс программ, предназначенный для выполнения специфических функций (обработка структурированных
данных, текстовой, графической информации) и встраиваемый в определенные ПТС. Суть ДЛМ заключается в разработке такой
структуры данных (ориентированной на ПТС), которая удовлетворяла бы требованиям:
1)обеспечение целостности данных
2)обеспечивала показательное функционирование АИС
3)формирование алгоритмов и программ высокого уровня (и программ) с учетом выбранного способа орг-ции интерфейса
пользователя
4)планирования файловой организации под структуры данных и программы
АИС=ИБ(инф-я база) + ПП(пакет программ) - общ. случай
БнД = БД +СУБД - структур-я инф-я
ИПС( инф-но поисковая система) = ИМ(ниф-й модуль) +ППП( пакет прикл. прог.) - неструктурированная инф-я СУБД - это совок
языковых и пргр-х средств лредназн-хдля создания, ведения и использования БД многими пользователями.
СУБД - объединение идей: -идея структур данных; -централизация хранения инф-ции и децентрализация ее исп-я. После этапа
выбора ПТСр создается ДЛМ предм-й задачи, ориентированная на конкретную СУБД
Под ДЛМ предм. задачи понимают совок-ть структур данных и алгоритмов программ на эти структуры, обеспечивающих автомат
из решение предм-й задачи.
Орг-я решения - это орг-я представления данных и орг-я технических процесов
10
28 Вопрос
Языки ДЛМ
т.к ДЛМ должна отображать описание данных и манипулирование ими, то язык ДЛМ разделяется на: 1)Язык описания данных
(ЯОД) и 2)Язык манипулирования данными (ЯМД)
Ср-ва для лог-й орг-ции данных, т.е. ЯОД подразделяется на:
1)Ср-ва для хранения инф-ции (структ-е эл-ты: БД таблица, столбец)
2)Ср-ва для представления инф-ции (структ-е эл-ты: форма, отчет, меню)
3)Ср-ва для обр-ки инф-ции (структ-е эл-ты: оператор, команда, программа, программный модуль)
Ср-ва для физ-й орг-ции данных включают стр-е элементы: том, директория, файл. БД-ТАБЛИЦА-СТОЛБЕЦ (связи 1:М) ТОМДИРЕКТОРИЯ-ФАЙЛ(СЕГМЕНТ ФАЙЛА) (связи 1:М)
Для ЯМД необходим мин. набор операций: I )Создать 2)Удалить 3) Модифицировать 4)Поиск данных
Кроме структ. единиц по хранению инф-ции можно организовать операции по обр-ке данных: 1 )блок информационно-справочных
команд; 2) ко манда связывания с бумажным представлением инф-ции; 3)команда связ с настройками среды. Программные
средства СУБД Программные средства СУБД включ. в себя набор прогр-х модулей, сист. библ. и опр структур файлов для обесп.
выполнения осн-х ф-ций по вводу, хранению, поиску и выдаче инф-ции при разл вар-тах реализации, интерфейса с пользователем
Как правило каждому действию соотв прогр. модуль; кроме того доп. прогр. модули обеспечивают ф-цию установки СУБД и
инициализации пользователей а также реорганизации и восстановления данных а случае возникновения разл аварийных ситуаций.
29 Вопрос.
Задача выбора ПТС для реализации АИС.
Постановка задачи фактич аналогична задаче выбора технол оборуд для изг деталей по чертежу. Исх инф для решения задачи ПТС
вкл след описания:
1Инф модель представляет собой совокуп инф структуры те опред-я орг-ции данных) и алгоритмы реш-ий на этой структуре (те
действие по обработке, доставке и фиксации данных)
2Огранич или условие. Связанное с эксплуат-ей АИС
3Док-ция по разлнч СУБД (т с опис-е хар-ки Пр-ТСр)
Цель задачи необх выбрать наилучш СУБД а соотв с критерием:
Мин суммарные затраты на разработку реализацию и эксплуатацию АИС(для нашей предметной задачи с пом-ю
конкретной выбранной СУБД ) При этом выбранное ПТС должно полностью реализовывать все функции , кот отраж в алгоритме
Мin (сумма(Zреализац * Zэксплуат )), Z-затраты
Особенности реш задачи:
1Неполнота исх инф-ии
2Многоаспектность сравнив альтерн
Мет реш задачи выбора ПТС м вал В себя неск Итераций Любая из которых состоит из 2-х этапов
1Кач- ый(I) анализ
2Кол-ый(2) анализ
(1)Суть качеств этапа заключ в опрел качеств соотв наших треб-м и существ-их возможностей (те соотв-ие между инф мод
предметной задачи, и огранич на ее эксплуатац с 1 cтop и возм-ми различ СУБД по их реализ с др cтop )
На этапе качеств анализа вып формилир-ие мн-ва парам для опис инф мод предметной задачи и огр на ее эксплуатац и качеств срие парам задачи и СУБД( при этом получ качеств оценку пригодности СУБД)
(2)НА этапе кол-го анализа форм-ся диапазон (или шкала) значений параметров для описания предм-й задачи и проводится оценка
степени соотв-я требований предм-й задачи возм-тям отобранных СУБД.
Если рез-том анализа явл значит-ое колич СУБД . то целесообр проанализ более подробно
Лучший рез-ат анализа -I ПТС(СУБД)
Если рез-тат 0 => м привлечь др ПТС либо ослабить наши треб к ПТС. Если в теч неск-ких итераций -0 =>необх поставить вопрос о
разраб оригинального ПТС либо ослабить требовании к СУБД.
30 Вопрос.
Схема параметризации исходной информации задачи
При опис ПрТС выдел 3 ур
1 Внешний (по отношении к ПрТС) К нему относ класс выч техники, ОСреды, взаимодейст с переф оборуд настройка и т д
Группа парам наз внешними.
2Описание сод-ого ПрТС
-Виды интерф для вып осн-х ф-ций по обработке инф
-спектр доп ф-ций по обр инф (Группа параметров внутр-е функц параметры - ф-ции. составл алгоритм обр-ки проекта)
3Внутреннее содержание ПрТС. опис-е стр-ры и особенностей ДЛМ, поддержка выбранным
ПрТС(состав стр-ых едениц для хранения, представл. обработки инф-ции и колич оценка стр. ед. и связей между
ними)Гр парам внутр стр-ые парам( форма, отчет )
31 Вопрос
Организация интерфейса пользователя СУБД
Интерф СУБД делится на 2 вида
1Диалоговый
2Программный
=>2 вида взаимодействия пользователя с СУБД Диалоговый ЯзыкМанипулированияДанными - позв-ет
манипулировать любыми структ-ми ед-ми, в него входят
11
вспом компоненты, информационно-справочный блок,
системные команды Программный-процедурный ЯМД - ЯП. работающий по
принципу транслятора типа интерпретатор Транслируется
и вып-ся построчно (-dBase) Программный В ЯП вставлены команды языка
манипулирования данными Работает по принципу
компилятора. (CALL. - интерфейс)
Особенности СALL-интерф
1В тексте программы на опред языке програм-иия фиксир-ся обращ к ф-циям и процедурам, кот. явл компом СУБД.
2Обмен данными между пр-ми СУБД- эамеш формал парам фактическими
3При компил такой пр-мы необх подключ соотв библиотеку
32 Вопрос
Критерии реляционности СУБД.
Существует понятие "Уровень реляционности СУБД" и "333 правила построения СУБД"
По этим правилам СУБД могут быть классифицированы -достаточно-реляционные
-полностью реляционные (в наст время не существует коммерческих поли реляц СУБД) Сейчас существуют "вполне реляционные"
СУБД (мах приближены - Ingress, Paradox)
Требования к СУБД по Кодду
1Реляц БД д обеспеч доступ к данным на логич, а не на физич ур-ие(запрос SQL - эталон)
2Выбор дани д происходить по именам и значениям без явного перемеш по записям
3Не пользователь-программист, а сист додж выбир наилучш способ выполи запроса (непроцедурн метод дост к данным)
4ПОЛН набор реляц операций а происходить как над исходи записями, так и над совок-тью записей а рез-те запроса
33 Вопрос
Структура СУБД Access, соотношение средств для логической и физической реализации. Ср-ва СУБД включ набор стр-ых эл-тов и
отнош м ними. Ср-ва для логич opг-ии данн подразд на
1Ср-ва для хранения инф-ни(стр-ые эл-ты БД табл. столбец)
2Ср-ва для представл инф (стр-ые эл-ты формы,отчеты.меню)
3Ср-ва для обработки инф-ии(стр эл-ты макросы,запросы.SQL и QBE, язык Vbasic for Аррliсаtion(оператор.команда .прогр .прогр
модуль) Средства для физич орг-ции данн
Файл ..........>собственно БД
Сегмент (область файла) ......> Таблица в БД
записи и поля файла
>Столбец в таблице
В зависимости от способа орг-ции различают диалоговый и программный интерфейс
1, Язык для орг-ции диалогового интерфейса явл-ся базовым и включает действия по манипулированию структурными элементами
и сервисные действия Интерфейсная часть включает иерархическую систему меню для создания таблиц, ввода данных,
выполнения запросов, создания отчетов, форм, графиков, написания скриптов
2 При программном интерфейсе модуль создается на ЯВУ -VB (В среде VBA). Также существует библиотека, с помошью которой
можно получить доступ к таблицам СУБД Это вариант с базовым языком
34 вопрос
Архитектура MS Access
Access наз Объектами все, что м иметь имя. В БД оси объектами явл таблицы, запросы, формы, отчеты.макросы и модули
Таблица -Объект, использ д хранения дани люб таблицы включ инф-ию об объекте опр вида(типа). Табл сод поля(столбцы) и
записи(строки). Табл могут иметь первичный ключ и 1 или неск индексов.,помог ускорить доступ к данным
Запрос - Объект, кот позвол пользователю получ нужные данн из I или неск таблиц
Для созд запроса м использовать бланк QBE (Query by example) или SQUStructured Query Lang)
Существуют запросы на выборку, обновление, уд, добавл записей.
Форма - Прсдназн(в основном) д ввода данных .вывода их на экран или упр-ия работы приложений Формы исподы д
реализ треб пользователя к представл данн из запросов или таблиц
Отчет, - Объект д создания до-та. кот в последствии и б распечатан ИЛИ включ в док-т др прилож
Макрос - Предст собой структуиров описание I или неск действий, кот д выполнить Access в ответ на опред события
Модуль - Объект, сод программы, напис на VB для приложений, кот позвол разбить проц на неск процедур
В таблице хранятся данн, кот м извлекать с помощью запросов Используя формы м выводить данн на экран или
изменять их.
Формы получ данные из таблиц или запросов. Для вып нужных вычисл-ий и преобразов-ия данних запросы могут исп встроенные
ф-ии, созд с помощью VBA. События пронсход-ие в формах и отчетах м запуск макросы или модули VBA
События-любое изменение состояния объекта Access. Напр открытие формы, ввод нов строки
Для обр-ки события можн созд макрос или модуль VBA. С пом макросов и модулей м изменять ход выполн приложения,
открывать, фильтровать изм дани в формах и отчетах, вып запросы созд нов таблицы
34 Вопрос
Архитектура MS Access
СУБД Access при обработке информации рассматривает БД как набор нескольких структурных элементов, каждый из которых,
12
может включать, один или несколько объектов Среди основных составляющих БД с точки зрения Access можно выделить
следующие объекты.
Таблицы Представляют собой объекты, которые создаются пользователем для хранения информации о предметах или субъектах в
определенной структуре Любая таблица состоит из полей (столбцов) и записей (строк).
запросы Являются объектами, которые предназначены для получения требуемых данных из имеющихся в БД таблиц Как правило,
при создании запросов используется язык SQL При помощи запросов можно создавать выборки данных, добавлять или удалять
информацию в определенной таблице Кроме этого, с помощью запроса возможно также создание новых таблиц на основании
одной или нескольких имеющихся в БД таблиц
Формы Представляют собой объекты, используемые для разработки интерфейса, при помощи которого происходит ввод данных
пользователем, а также отображение имеющейся в БД информации на экране Кроме этого, формы применяются для управления
разработанным приложением, например, для выполнения какого-либо действия при возникновений определенного события
Отчеты Являются объектами, которые используются для подведения каких-либо итогов на основании имеющихся данных, и
вывода этих итогов в определенном формате на печать
Страницы Представляют собой объекты, которые обеспечивают доступ к информации, имеющейся в БД из сети Internet
посредством браузера Internet Explorer Каждая страница, как правило, представляет собой HTML-файл, посредством которого
пользователи Internet получают доступ к имеющейся БД
Макросы Являются объектами, предназначенными для выполнения определенных действий при возникновении того или иного
события Например, с помощью макросов можно создавать запросы, формировать отчеты, открывать таблицы, обрабатывать формы
итд
Модули Представляют собой объекты, которые содержат одну или несколько процедур, написанных на языке Visual Basic а
системе разработки приложений Visual Basic for Applications С помощью модулей можно реализовывать широкий спектр
возможностей по обработке данных, которые недоступны разработчику в случае использования макросов
35 Вопрос
Типы данных MS Access и их представление
Текстовый тип данных -Можно поместить люб алф-цифр символы, включая числа Данные, хранимые в таких полях не уч-ют в
арифм выч-ях Текст < 255 симв
Поле MEMO. Текст поле очень большой длины. Ограничение сохр до 65 536 зн ( в памяти зон места столько сколько символов в
нем)
Числовой Access позвол произв вычисления Чтоб указ спос хран данн, предусмотрены подтипы -байт, -целое, -длинное целое, -с
плав точкой (один и двойной точности)
Дата-время - Спец поле, в хот хран дата и время Сохран инф 8 байт
Денежный - Мах 4 знака после запятой
Счетчики - Уник индентифик. Осн св-во - нумеровать люб нов запись Используется в качестве перв-го ключа (сохран 4 байта)
Логический - Сод энач типа да-нет,ист-ложь,вкл-выкл Знач NULL (данн не введены)->не допускается. Сохр 1 байт
Поле объектов OLE (Object Linking and Embedding) -Технол связывания и внедрения объектов(аудио, видио, графич.табл и тд)
Огранич сохран < Гб.
Гиперссылка - Обеспеч связь с web-страницей, распол в Internet или ЛС
Мастер подстановок - Св-во поля, а не тип данных. Исп в Access д более эфф и корректн ввода данных.
36 Вопрос
Организация запросов в MS Access
Запросы предназначены для отбора данных, удовлетворяющих заданным критериям Результатом выполнения запроса является
набор записей, собранных в таблице Этот набор называется Recordset (динамичный, временный набор данных). В объеме Recordset
допускается добавление, изменение, удаление записей 3aпpoc:QBE ( по образцу) SQL(структурированный язык запросов) QBE
распространенный - запрос на выборку. Запрос на изменение (добавление, удаление, обновление, создание таблицы)
SQL-запросы. При помощи языка запросов SQL, реализованного в Access можно составить любое число запросов Язык позволяет
управлять обработкой запросов. SQL запрос представляет собой последовательность инструкций, в который может входить
выражения и статический функции. SQL запрос состоит из последовательности SQL инструкций, указывающих что нужно сделать
с входным набором данных(табл или запросом) для генерации выходного набора. При помощи аргументов (параметров этих
инструкций) задают имена полей, таблиц, услов отношений. Извлекаемая из БД
информация обрабатывается при помощи статической функции plain.
SQL инструкции:
SELECT - основана на операции селекция.
FROM имена таблиц.
WHERE критерий отбора,
IN имя БД
ALL,DISTINCT, DISTINCTROW предикаты (для борьбы с
дубликатами).
GROUP BY -группировка
ORDER BY - упорядочивание
HAVING - то же что и WHERE только для группы
INNER JOIN ... ON - соед-т записи табл. указанной слева и
справа от параметра INNER JOIN, указ-го после ключевого
слова ON
Статические функции: Count() First/Last, Min/Max, Avg. Запросы: На изменение(query). На добаление(Insert... Into) На удаление
13
(Delete) На создание таблицы (Select.. Into). На обновление (Update).
QBE-запрос автоматически создает SQL-запрос
37 Вопрос
Организация макросов в MS Access Удобно разрабатывать макросы для автоматизации несложных процессов (закрытие или
открытие нескольких форм или отчетов, вывод на экран или печать нескольких док-ов)
Параметры Имя макроса - название, объединение каких-либо действий. Условие - осуществляет ввод условий (логич Выражений)
для выполнения опред части макроса Макрокоманда - перечисление подлежащие выполнению действий (указывается
последовательность).
Для разработки макропоследовательностей предусмотрена вкладка Макросы
в окне базы данных. Как и для других объектов базы данных, для макросов предусмотрены два режима: конструирования и
выполнения. После нажатия кнопки
Создать пользователь получает доступ к бланку макроса. В каждой
строке этой таблицы размещается одна макрокоманда. Для определения ее параметров пользователь должен заполнить
предложенные программой формы
в нижней части бланка Чаще всего оператору СУБД удается определить все параметры макрокоманды «по ходу дела», не
штудируя.справочник. Например,
можно создать макрос для фильтрации данных в таблице. Конечно, в Access много замечательных средств, для того чтобы
организовать фильтрацию, но удобство макрокоманды ПрименнтьФильтр заключается в том, что в ней заранее определяется
критерий фильтрации и запоминается вместе с макрокомандой Можно иметь хоть сто макросов на разные случаи жизни. Они
вызываются достаточно быстро, а отменить их действие можно обычным способом, нажав кнопку Удалить фильтр.
На бланке макроса необходимо указать требуемое имя макрокоманды (в нашем случае ПрименнтьФильтр) и затем записать
условие фильтрации. Такое условие можно задать с помощью построителя выражений. Для его запуска можно
применить команду Сервис => Макрос => Выполнить макрос
После того как макрос написан, разработчик приложения или пользователь должен определить способ запуска макроса. Кроме
тривиального пути - при помощи меню Сервис - макросы можно вызывать, как уже упоминалось, программным путем
(автоматически) или посредством элементов управления в формах и отчетах.
Если макрос должен запускаться независимо от желания пользователя, то он должен быть поставлен в соответствие некоторому
событию, которое, в свою очередь, связано с определенным объектом. При обсуждении форм и отчетов мы видели, как можно
связать с событием выполнение определенной процедуры. Точно так же для обработки событий используются и макросы
Достаточно при определении свойств объекта в строке, соответствующей событию, указать имя макроса.
38 Вопрос
Применение VBA в MS Access, основные термины языка.
Так как возможность языка макросов ограничена для создания сложных приложений удобно использовать VBA. Технология
визуального программирования реализованы в языке VBA позволяют решать многие сложные задачи не обращаясь к услугам проф
программистов. Основные термины языка VBA. Для хранения кодов язык применяет модули - самостоятельные объекты БД.,
любые из которых соединяют 1 или несколько процедур. В Access существует 3 типа модулей: 1 .Стандартный. 2. Модули форм 3
Модули отчетов.
Стандартные создаются для выполнения различных вычислений функций. Модули форм и отчетов разрабатываются для
обработки событий, связанные с элементами формы и отчетов. Любой модуль состоит из области описания и 1 или нескольких
процедур (код и последовательность операторов)
Существует 2 вида процедур:
Процедура подпрограмма - активизируется при обращении к ней по имени и выполняет последовательность инструкций
(операторов). Используется для задания свойств формы или для заполнения списка значениями, которые были выполнены
предыдущей процедурой. Процедура-функция - после выполнения возвращает некоторое значение, которое можно применить в
определенных выражениях в качестве переменной. Процедуры бывают public... Аргумент- служит для передачи данных между 2мя
подпрограммами. Типы данных boolen, byte, Integer, Long, Single Операторы Условные: if...else....end if Select case "знач"
case "знач1".. End Select Циклы: Sub for()
Dim Счетчик is Integer.... Next End Sub, Do While условие
39 Вопрос
Реализация АИС
Технол реализ АИС сост из след этапов:
1) Орг-ия Выч среды; 2) орг выч процеса; 3) опытная
эксплуатация; 4) доработка автоматиз продукта; 5) ввод в
эксплуатацию
Для реализ АИС вх информацией явл ДЛМ(спланир БД,
стр-ра БД и алгоритм)
Особенности:
1 Необходимо созд стр-ры и связи как для постоянной, так
и для переменной информации. Заполнить стр-ры д пост
инф. Проверка корректн и модифик стр-р. Необх учет учет
t-достула и р-ра памяти систем
2 Реализ (сущ 2 способа)
2.1«Сверху вниэ»-технол созд прототипа. Созд скелет прогр, кот наращ отдельными модулями.
14
2.2«Снизу верх»-технол,формир отд модули, управленч модули, кот объед их в 1 сист.
Логич. проектир. - Планир обработки данных; Планирование интерфейса компонента.
Физич. проектир - Планир. физ-го размещения функц модулей; Планирование физ. размещения интерфейса компонента и его
связей с модулем ядра.
Критерии логич проектир(ЛП): Мин разнообр и сохр
целостности и непротивореч данн.
Крит Физ проект(ФП) Защита от несанкц доступа
З.Опытная эксплуат - Отлаж программ, соглас с заказчиком, д
всех осн ф-ций выраб проток замечаний.
4 Доработка эксплутац замечаний
5.Акт приемки-сдачи
40 Вопрос
Отличительная особенность традиционного подхода
Проблема наращивания данных
1.Планирование и реализация БД включ 2 этапа Логич и физич проек-ие
2 Суш 2 направления построения системы Централизация и Децентрализация.
С учетом расслоения на логич и физич части сист м б воплощена
1)Лог и физ централизация 2)лог цен и физ децен 3)лог деци физ цен 4)лог и физ децен
3.Опред инвариантных компонент логич проектир-ия д люб прогр продукта (компонент орг-ии и хранение данных.
Доступ к данным и правила обр-ки и предст данных )На физ уровне все компон реализ как файлы и компон ф-ов разл типов.
Проблема традиц подхода:
1 Обмен данн;
2.Пробл,связн с распределительностью данных; 3.Репликации данных; 4,Интерф с пользователем
Проблема обмена данн(наращив данн) - это наращивание инф-ной емкости БД Проблема связана с работой неск польз. на одном
компе.
Альтернативы: 1) разделение на польз, и сисадминов (период, чистка БД); 2)Ввод принципов по орг-ции хранения.
Классифик устр-в хран инф-ии.Для реш проблем с наращ данных след исходить из сущ типов уст-в. Эти ус-ва служат для разл
целей.
Сущ 3 осн типа
1.Жесткий диск. Надежность 5 лет
2 Оптич диски-ус-ва д арх созд библиотеки для хранения данн.Быстрый доступ к данным.
Трад программ реш-AMASS.Oпт сочетание Тдост и надёжн.(15...5)мс.Хран инф-ии-постояное, З.Стример-уст-во с низк ск-тью и
легк дост к данным(DDS\DAT)
41 Вопрос
Отличительная особенность традиционного подхода.Проблема распределенности данных. Появл. Возм-ть манип данн, распред по
разным комп. Эффект такой как будто они находятся в одной СУБД Дейт обобщил треб в виде 12 правил:
1Пространственная прозрачность - директивы не должны учит место хранения инф.
2Прозрач распред - распред не должно влиять на команды 3.Полная функциональность-все ф-ии распред БД д соотв-иям лок БД
4.Сохр целостности данн в сети 5 Независим от оборуд
6.Независм. от СУБД
7.Независим. от местоположения
8.Независимость от сети
9.Независимость от ОС
10.Непрерывность функционирования.
11.Распределенная обработка запросов.
12.Принцип децентрализации.
Решение проблемы распредел данных - анализ вариантов технол реализации АИС с учетом видов компонентов(комп интерф, прикл компонент, -комп)
15
42 Вопрос
Субд в архитектуре «клиент-сервер»
Технол развивалась на оси открытых систем Оси списком открытых» систем явл унификация выч сист за счет нац и межд станд-ции и
серт-ии аппаратных и прогр интерфейсов
Гл прич появл откр систем переход к LAN Технол и стандарты откр систем обеспеч возм-ть созд системных и прикл прогр средств со
св-ми мобильности. Мобильность-сравнит простота переноса в апп пред-ах. Клиенты и серверы ЛВС В основе шир распр LAN - идея
распред рес-ов Развитие этой идеи приводит к функц раздел компон сети раб станций и серверов лок сети.
3 аспекта: 1)Переход от Майнфреймов к ПК - Downsizing. 2)Рост в мощности, производительности - встречный процесс -Upsizing;
3)Оптимизация (созд инф ситем на такой платф. кот мах бы соответствовала масшт и задачам) -Rightsizing Компьютер, управляющий
опр-м ресурсом принято называть сервером этого рес-са. Комп, желающий им восп-ся - клиент
Пример серверов серв телекоммуник., вычисл серв , сервер БД (его ресурс -БД, назначение - обслуживать запросы клиентов,
связанные с обр-кой данных) 1 комп в сети может выступать как клиент и как сервер Ф-ции СУБД делятся на 3 группы 1) ф-ции ввода
и отобр-я ннф-ции, 2)Прикладные ф-ции, 3)ф-ции хранения и управл инф ресурсами
В соотв с этим есть 3 лог компонента: (1)компонент интерфейса; (2) прикладной компонент; (З)Компонент доступа к БД
Физич централизация модели СУБД:
- Лог и физ централизация |(1)+(2)=>(3)+(4)|
- Лог децентр и физ центр |(1)+(2)+(3)=>(4)|
Физ децентрализ
Различия в реализации определяются 4-мя факторами 1)Каким видом ПО интегрирован кажд компонент 2)Какие мех-мы исп-ся для
реализации ф-ций компонентов 3)Какие лог компоненты распред-ся между компами в сети. 4)Какие мех-мы связя исп-ся копонентами
между собой => 4 подхода к реализации
1 Модель Файл-сервера (ФС - низкоуровневые запросы)
2.Модель доступа к удал данным (RDA-модель - запросы SQL)
3.Модель сервера БД (DBS - SQL-запросы. У клиента только компонент интерфейса)
4 Модель прикладного сервера (AS - 3-ровневая система доступа к ф-циям)
43 Вопрос
Серверы БД принципы взаимодействия м-ду кл и серв частями
Компон интерфейса (клиент) <=> Прикл компон + Компон дост к БД + БД
Осн-й интерфейс м-ду кл и серв частями модели - языкSQL
Преимущество SQL-сервера - станд интерфейс
Недостаток- При таком высоком уровне интерфейса между кл и серв частями, на стороне кл работает слишком мало компонентов.
Достоинства модели:
1.Возм-ть централизов-го администрирования прикл-х функций,
2Сниж-е сетевого трафика (Вместо SQLзапpocoв по сети напр-ся вызовы хранимых процедур);
3. Возм-ть разд-я процедуры между неск. приложениями, 4. Экономия ресурсов процессора за счет исп-я единожды созданного вычисл
процесса
Недостатки: I. Много компонентов на стороне срев ; 2 огранич-ть ср-в для написания хранимых процедур (кот-е предствал собой
расширение языка SQL, уступающий языкам 3-го поколения), 3 Сфера исп-я процедур ограничена исп-ем конкретной СУБД
На практике часто исп-ся смешанные модели, когда поддержка целостности БД и некот простейшие ф-ции вып-ся прямыми проц-ми
(DBA), а более сложные ф-ции реализуются непоср-но в прикл программе, которая работает на стороне клиента (RDA)
Также возможен вариант использования прикладного сервера
46 Вопрос
Особенности интерфейса СУБД
В зависимости от способа орг-ции различают диалоговый и программный интерфейс.
1 Язык для орг-ции диалогового интерфейса явл-ся базовым и включает действия по манипулированию структурными элементами и
сервисные действия. Интерфейсная часть включает иерархическую систему меню для создания таблиц, ввода данных, выполнения
запросов, создания отчётов, форм, графиков, написания скриптов.
2. При программном интерфейсе модуль создается на ЯВУ -VB (В среде VBA) Также существует библиотека, с помощью которой
можно получить доступ к таблицам СУБД Это вариант с базовым языком.
44 Вопрос
Проблема тиражирования данных
Недостатки распределения данных:
I Усложнение координирования при адм-ии БД. Появл проблема целостности данных обеспеч,цел-ти при внесении изм-ий во все части
БД Обеспечение цел-ти обеспечивается реализацией 2-х базовых протоколов, (1)-фиксацня,захват необх объектов,к кот было от
корректоров (2)-внесение изм в БД наруш-> возвр в раннее сост-ие. У такого решения есть недостатки блокировка данных для
других пользователей в момент обновл.пробл надежности узла
Альтернативные способы внесения изменений
1 Технология репликаций асинхронная и синхронная. Асинхронная технология - между обновлением и распространением данных в сети
проходит некоторое время. Синхр-врем промежутка практически нет.
Классификация методов репликации:
1По времени обновления
16
-Строго по распределению( дискретность устанавл администратором)
-по распознаванию событий в системе
2гранулирование/агрегация данных
-рассылка корректоров или транзакций,котор изм данные->измненеи таблиц
3право собственности на данные
-исключительное право(1 хоз)
-динамическое право(хоз изм в зависимости от сист) -разделяемое право(запрет на параллельное изм-ие) 4.Учет технологич сист
У каждой из компаний, произв СУБД .имеется свое решение относ репликац БД
Суш 3 распростр сценария репликации
1простая репликация С разрешением только читать реплики(ссылки на изм)
2репликация к люб клиенту
3Размещение множеств обновлений
Проблемой явл возм-ть обновления одних и тех же данных на разн серверах. Традиц реш - назнач 1 сервера источника и соглас его
обновл данных с данными на др сервера
Возможн учет частоты доступа к БД Возможн разд на чтение и модификацию данных => локализация данных с наиб частотой
обращения
45 Вопрос
Хэширование (хэш-адресация) Методы хранения данных:
Адресные методы (методы вычисления адреса по значению ключа) разработаны чтобы существенно ускорить поиск необх-х данных. В
методах вычисл адреса исп-ся некоторая вычисл операция, преобразующая значение ключа записи данных в соотв ему адрес памяти.
Хэширование адресов В общем случае адресные методы неприменимы для задачи БД, т.к. диапазон значений перв-го ключа обычно
много шире диапазонов памяти, выделяемой для хранения данных. Основная идея Хэш-адресации заключается в том что экземпляр
хранимой записи размещается в памяти по адресу, вычисляемому с помощью Хэш-функции по первичному ключу
Недостатки 1) полученная с пом. хэш-ф последовательность располагается в памяти экземпляров хранения записей почти всегда не
совпадает с последовательностью, определяемой первичным ключом. 2) Возможность коллизий для 2-х различных записей вычисляется
одинаковый адрес памяти.
Альтернативным и все более популярным подходом к организации индексов является использование техники хэширования Это очень
обширная тема, которая заслуживает отдельного рассмотрения Мы ограничимся лишь несколькими замечаниями Общей идеей методов
хэширования является применение к значению ключа некоторой функции свертки (хэш-функции), вырабатывающей значение
меньшего размера. Свертка значения ключа затем используется для доступа к записи.
В самом простом, классическом случае, свертка ключа используется как адрес в таблице, содержащей ключи и записи Основным
требованием к хэш-функции является равномерное распределение значение свертки. При возникновении коллизий (одна и та же
свертка для нескольких значений ключа) образуются цепочки переполнения Главным ограничением этого метода является
фиксированный размер таблицы. Если таблица заполнена слишком сильно или переполнена, но возникнет слишком много цепочек
переполнения, и главное преимущество хэширования - доступ к записи почти всегда за одно обращение к таблице - будет утрачено.
Расширение таблицы требует ее полной переделки на основе новой хэш-функции (со значением свертки большего размера).
В случае баз данных такие действия являются абсолютно неприемлемыми. Поэтому обычно вводят промежуточные таблицысправочники, содержащие значения ключей и адреса записей, а сами записи хранятся отдельно. Тогда при переполнении справочника
требуется только его переделка, что вызывает меньше накладных расходов
17