Базы данных. СУБД. Проектирование БД.

Базы данных. СУБД. Проектирование БД.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ РФ
МОСКОВСКИЙ КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ
КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ СЕМЬИ И МОЛОДЕЖИ ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ
МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ДВОРЕЦ ДЕТСКОГО (ЮНОШЕСКОГО) ТВОРЧЕСТВА
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ,
ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ "ИНФОРМИКА"
Государственное образовательное учреждение (ГОУ)
"Технопарк инноваций в науке и образовании"
В.Т. Матчин, В.А. Мордвинов, С.В. Свечников,
А.М. Филинов, А.Ю. Шленов
Под редакцией Д.Л. Монахова
БАЗЫ ДАННЫХ. СУБД.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БД
(Конспект установочных лекций по курсу
"Базы и банки данных и знаний. Управление данными")
Москва, 2002/2003
УДК 681.3.06
ББК 32.88-421
Главный редактор: Первый зам. директора МГДД(Ю)Т В.Е.Соболев
Рук. эксп. техн. комплекса: В.И.Минаков
Литературный редактор: Л.А.Карась
Технологическое обеспечение: С.В.Свечников, А.А.Савочкин, А.М.Филинов
Выпускающий редактор: С.В. Свечников
Корректор и макетирование: Д.А. Блинников
Матчин В.Т., Мордвинов В.А., Свечников С.В., Филинов А.М., Шленов А.Ю. Базы данных. СУБД.
Проектирование БД. (Конспект установочных лекций по курсу "Базы и банки данных и знаний.
Управление данными") /Под редакцией Д.Л. Монахова/ МГДД(Ю)Т, МИРЭА, ГНИИ ИТТ "Информика",
М., 2002/2003. с.39.
Анализ путей развития информационных технологий последних десятилетий выявил четкую тенденцию
движения от технологий обработки данных к средствам работы с информацией и далее к ИНФОРМАЦИОННЫМ
СИСТЕМАМ (ИС), которые помогают пользователям по-настоящему эффективно находить, анализировать,
осознавать, перерабатывать и сохранять нужную информацию и на этой основе принимать взвешенные решения.
Тому яркое свидетельство - рождение и бурный расцвет в Интернете мировой глобальной распределенной
информационной мультимедиа гипертекстовой системы WWW.
Некоторые вводные понятия и определения, используемые в настоящем УМК (по публикациям академика
Э.Якубайтиса, М.Броя и других известных авторов в сфере информатики и НИТ).
База данных размещена на сервере Технологической экспериментальной площадки ГНИИ ИТТ
"Информика"- МГДД(Ю)Т - МИРЭА (http://www.mgdtd.ru/). Соответствующий автоматизированный глоссарий
встроен в ядро информационной системы дополнительного образования московского региона под управлением
Lotus Notes.
ББК 3288-421
Лицензия на издательскую деятельность: ЛР N040686 от 27 мая 1999
Адрес в МГДД(Ю)Т: email - [email protected] 119991, Москва, ул. Косыгина, д.17, комн. 4-21, 4-31.
Адрес в МИРЭА: email - [email protected] 117454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78.
МГДД(Ю)Т
Заказ
Тираж 35
В.Т. Матчин, В.А. Мордвинов, С.В. Свечников, А.М. Филинов, А.Ю. Шленов Под редакцией Д.Л. Монахова
БАЗЫ ДАННЫХ. СУБД. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БД (Конспект установочных лекций по курсу "Базы и банки
данных и знаний. Управление данными") Москва, 2002/2003
БАЗЫ ДАННЫХ, СУБД, ПРОЕКТИРОВАНИЕ БД
Анализ путей развития информационных технологий последних десятилетий выявил четкую тенденцию
движения от технологий обработки данных к средствам работы с информацией и далее к ИНФОРМАЦИОННЫМ
СИСТЕМАМ (ИС), которые помогают пользователям по-настоящему эффективно находить, анализировать,
осознавать, перерабатывать и сохранять нужную информацию и на этой основе принимать взвешенные решения.
Тому яркое свидетельство - рождение и бурный расцвет в Интернете мировой глобальной распределенной
информационной мультимедиа гипертекстовой системы WWW.
Некоторые вводные понятия и определения, используемые в настоящем УМК (по публикациям академика
Э.Якубайтиса, М.Броя и других известных авторов в сфере информатики и НИТ).
Понятие: Информатика.
Комментарий: ИНФОРМАТИКА ~ informatics - научное направление, изучающее модели, методы,
средства, способы сбора, поиска, распознавания, получения, хранения, защиты, обработки и передачи
информации.
Теоретической информатикой называют науку о структурах, основывающихся на математике и логике. С
другой стороны, практическая информатика является инженерной дисциплиной, опирающейся на сети и
системы.
Информатика изучает информационные процессы и связанные с ними явления в технике, природе и
обществе. В круг этих вопросов входят базы данных, базы и банки знаний и информационные
(автоматизированные, экспертные, информационно-поисковые и другие) системы, гиперсреда. Важное значение
в информатике имеют вопросы языков, компьютерного перевода.
Информатика является новой научной областью, опирающейся на традиционные науки. К ним в первую
очередь относятся:
математика - логические структуры данных и математические модели представления информации;
теория информации - математическое описание методов передачи данных и обработки данных, а также
классификация информации;
искусственный интеллект - способность устройства решать задачи, ассоциируемые с разумными
действиями человека;
электроника, обеспечивающая техническую базу информатики;
семиотика - комплекс направлений, изучающих знаковые системы.
Понятие: Информация.
Комментарий: ИНФОРМАЦИЯ ~ information - в системном понимании это совокупность
взаимосвязанных фактов, явлений, событий, подлежащих регистрации и обработке. По отношению к
материальному миру, мирозданию вообще, информация представляет всеобщую, бесконечную в пространств и
во времени детерминированную совокупность проявлений, отображающих в той или иной сигнальной форме
существование материального мира в его движении и видоизменениях и предопределяющих, задающих эти
изменения и движения. Иными словами по отношению к материи информация одновременно первична и
вторична. Информация соединяет незримым, но необходимым образом такие категории мироздания, как материя,
пространство и время. Видимо, природа появления информации может быть когда-нибудь объяснена
переменностью (непостоянством) потока времени, являющегося единственной причиной всемирной энергии,
всеобщего движения, и как следствие этого, отображения этих явлений в сигнальной овеществляемой форме,
присущей тому, что мы именуем информацией (Прим.: развернутое определение информации
проф.В.Мордвинова).
Возвращаясь к толкованию информации в системном плане, можно утверждать, что в рассматриваемом
понятии информации всегда существуют два партнера: источник и потребитель (приемник) информации. Как
первым, так и вторым могут быть объекты науки, техники, общества и природы, животные, люди. Во
взаимодействии между ними и рождается информация. В зависимости от области знаний различают научную,
патентную информацию, техническую, коммерческую и другие виды.
ИНФОРМАЦИЯ является абстрактным содержанием какого-либо высказывания, описания, указания,
сообщения или известия. Внешнюю форму изображения называют представлением (конкретная форма
сообщения).
Переход от представления к абстрактной информации, т.е. к значению представления, называют
интерпретацией.
ВИДЫ ИНФОРМАЦИИ
Существует несколько форм представления информации. Символьная основана на использовании
символов - букв, цифр, знаков, в том числе знаков пунктуации и других знаков. Текстовая также использует
образующие тексты символы, но расположенные в определенном порядке. Самой емкой и сложной является
графическая форма. К ней относятся различные виды изображений. Наименьшей единицей количества
информации в двоичной системе счисления является бит. Обработка информации осуществляется компьютерами
или конечными автоматами. На их основе создаются системы и сети. Большое значение в процессах обработки
данных имеет логика.
Информация, представленная в виде, удобном для обработки, называется данными. Важное значение
имеет многомерное представление данных. Определенная структура информационного объекта, подвергаемого
обработке, именуется форматом.
Информация является объектом изучения информатики.
Понятие: Информационная система.
Комментарий: ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА. Информационная система (ИС) - инженерное
изделие, спроектированное на системной основе, представляющее собой совокупность программных и
технических средств, а также реализованного банка данных (банка знаний), позволяющих с помощью специально
разработанных в рамках системы методов, методик и нормативных ограничений (стандартов) эффективно в
интересах и по запросам пользователя автоматически и однозначно поддерживать сбор, поиск, распознавание,
получение, хранение, защиту, обработку и передачу информации.
Информация, находящаяся в какой-либо информационной системе, воспринимается как некоторая
математическая структура. Переход от представления к элементам этой математической структуры называется
интерпретацией. Установление отношений к реальному миру называется пониманием.
Различные системы представления информации по-разному эффективны. В информатике обычно
рассматривается точное описание множества представлений с интерпретацией во множестве элементов
(информация). Интерпретация данному представлению (сообщению) ставит в соответствие некоторое
абстрактное информационное содержание. Таким образом, интерпретации соответствует отображение.
Через математическое описание отображений интерпретации обозначается информационная система.
Таким образом, информационная система соответствует понятию отображения из математики. Информационную
систему называют также системой представления, а выполняемое этой системой отображение - семантической
моделью.
Система - определенная архитектура взаимодействующих компонент, отграниченных от окружения. Если
активности компонент могут происходить одновременно, - то это параллельно работающие системы или
параллельно протекающие (параллельные) процессы. Если такие системы построены из отдельных, удаленных
друг от друга в пространстве компонент, тогда речь идет об распределенных системах, или об распределенных
процессах.
Для описания процессов применяются следующие термины:
распределение означает пространственное расположение (или разделение) отдельных компонент
процесса;
параллелизм относится к временным отношениям между действиями компонентов процесса, которые
могут протекать одновременно (параллельно);
интерактивность, реакция, коммуникация, координация, синхронизация касаются причинноследственных отношений между пространственно разделенными и выполняемыми наряду друг с другом
действиями (с помощью них осуществляется обмен сообщениями и сигналами);
недетерминированность возникает при моделировании распределенных процессов из-за
целенаправленного опускания из рассмотрения определенных деталей информации, например, временных
взаимозависимостях в функционировании процесса, которые являются существенными при принятии
решений в ходе работы процесса.
Процесс в общем случае состоит из множества событий, которые соответствуют выполнению действий
и возникают в определенном причинно-следственном (временном) порядке.
Понятие: Данные.
Комментарий: ДАННЫЕ ~ data - информация, представленная в формализованном виде, пригодном для
автоматической обработки при возможном участии человека.
Данные в информатике формируются в группы, образуя компоненты баз данных и баз знаний.
Наименьшим компонентом является элемент данных - информационный объект, определяемый его
наименованием и совокупностью описывающих его значений (величин). Объектом может быть процесс, явление,
предмет, страна, область науки и т.д. Совокупность значений элементов данных, которая описывает
рассматриваемый объект, именуется записью. Для передачи данных последние формируются в блоки данных, для
хранения - компонуются в файлы, каталоги, массивы, таблицы, списки. При этом в системах и сетях может
использоваться несколько способов кодирования данных.
Понятие: База данных.
Комментарий: БАЗА ДАННЫХ ~ database - совокупность взаимосвязанных данных, организованная по
определенным правилам.
Строго говоря, базой данных являются специальным образом организованные один либо группа файлов.
Для работы с ними используется система управления базой данных. При этом подразумевается, что база данных
определена по схеме, не зависящей от программ, которые к ней обращаются. База данных характеризуется ее
концепцией - совокупностью требований, обусловленных представлениями пользователей о необходимой им
информации.
Базы данных имеют различные размеры - от небольших, портативных баз данных, находящихся в
персональных компьютерах, до крупных, расположенных в суперкомпьютерах. Каждая из отдельно
рассматриваемых баз одновременно может обслуживать тысячи пользователей. Все большее распространение
получают распределенные базы данных.
Данные в базе располагаются так и для того, чтобы их можно было легко найти и обработать. Эти задачи
выполняются системой управления базой данных. Существует много методов доступа к данным, находящимся в
базах. Особой популярностью пользуется метод, определяемый языком структурированных запросов (SQL). Все
большее распространение получают аудиовидеобазы. Они характерны тем, что в них размещаются, хранятся и
выдаются тексты, звуки, неподвижные и движущиеся изображения.
Увеличение скорости обработки данных, создание большой памяти, построение коммуникационных сетей
с высокой пропускной способностью привели к использованию полнотекстовых баз данных. Служба глобального
соединения (WWW) обеспечивает универсальный доступ к большому числу баз данных, расположенных на
различных континентах.
Увеличивается распространение реляционных баз данных, а также баз данных, имеющих объектноориентированную архитектуру и многомерное представление данных. В этих базах создаются модули объектов, в
том числе прикладных программ, которые управляются внешними событиями с помощью графического
интерфейса пользователя.
Понятие: База знаний.
Комментарий: БАЗА ЗНАНИЙ ~ knowledge base - организованная совокупность знаний, относящихся к
какой-нибудь предметной области.
Знанием является проверенный практикой результат познания действительности. Иначе говоря, знание это накопленные человечеством истины, факты, принципы и прочие объекты познания. Поэтому в отличие от
базы данных в базе знаний располагаются познаваемые сведения, содержащиеся в документах, книгах, статьях,
отчетах.
В базе знаний в соответствии с принятой в ней методологией классификации располагаются объекты
познания, образующие совокупность знаний. В любом объекте представляется набор элементов знаний.
Элементы знаний благодаря концептуальным связям объединяются, образуя базу знаний.
Такие связи бывают четырех видов:
общность,
партитивность,
противопоставление,
функциональная взаимозависимость.
Общность - это связь двух элементов по содержанию их характеристик. Принцип партитивности
подразумевает соотношение целого и его частей. Противопоставление встречается в элементах, которые имеют
положительные и отрицательные характеристики. Функциональная взаимозависимость отражает взаимосвязь
элементов.
Базы широко используются не только для получения пользователями тех или иных знаний. Они также
применяются и при решении задач искусственного интеллекта. Так, в рамках экспертных систем используются
два важных класса баз. Статическая база знаний содержит сведения, отражающие специфику конкретной области
и остающиеся неизменными в ходе решения задачи. Динамическая база знаний используется для хранения
сведений, существенных для решения конкретной задачи и меняющихся в процессе этого решения (например, во
время проведения лабораторных исследований).
Каждая база знаний включает в себя набор сведений, правил и механизм логического вывода.
Понятие: Банк данных.
Комментарий: БАНК ДАННЫХ ~ databank - комплекс информационных, технических, программных,
языковых и организационных средств, обеспечивающих сбор, хранение, поиск и обработку данных.
Банк данных предназначен для хранения больших массивов информации, быстрого поиска нужных
сведений и документов. Создается банк в абонентской системе любой производительности - от персонального
компьютера до суперкомпьютера. Но даже самый крупный банк ограничен в своих возможностях, поэтому банки
в сети специализируются, собирая информацию в определенных областях науки, технологии, продукции.
Банк поддерживается прикладными процессами, получающими в абонентской системе сервис области
взаимодействия. Благодаря этой области банк взаимодействует с большим числом пользователей сети, а также с
другими банками. Ядром банка являются базы данных и базы знаний.
Лица, работающие в банке данных, делятся на три группы - сотрудники банка, администратор банка и
пользователи. Задача сотрудников - сбор и запись в базу всей первичной информации, определяемой тематикой
этой базы. Сотрудники должны также удалять устаревшую информацию. Наряду с этим обновление информации
может быть разрешено и некоторым пользователям. Сотрудники банка и некоторые пользователи составляют
программы, позволяющие из первичной информации получать необходимые вторичные сведения, составлять
отчеты. Администратор обеспечивает руководство банком. Он решает вопросы, связанные с бесперебойной и
надежной работой, хранением информации и безопасностью данных. В нужных случаях администратор
осуществляет копирование содержимого баз и организует хранение копий. Пользователи банка взаимодействуют
с необходимыми им банками.
Защита от несанкционированного доступа к базам создается за счет введения паролей и кодов,
обеспечивающих идентификацию пользователей. Формирование и ведение банков данных связаны с большими
затратами. Они становятся рентабельными лишь при большом трафике.
В различных странах создано большое число банков данных. Одним из крупнейших в мире является
расположенный в США банк LEXIS-NEXIS, который в 1994 г. предоставлял около 200 млн. документов из более
4000 источников.
Понятие: Безопасность данных.
Комментарий: БЕЗОПАСНОСТЬ ДАННЫХ ~ data security - концепция защиты данных от случайного,
либо умышленного изменения, уничтожения, разглашения, а также несанкционированного использования.
Безопасность данных является многоплановой проблемой, охватывающей ряд важных задач. В первую
очередь к ним относится конфиденциальность, которая обеспечивается за счет средств криптографии.
Шифрование позволяет не только закрывать данные от посторонних лиц. Оно также решает задачу целостности
данных - их сохранения при наличии помех и искажения.
Важным аспектом безопасности данных является идентификация пользователя - процесс анализа
характеристик кодов, используемых им для подтверждения прав на доступ в сеть, работу с данными и их
изменение. Она обеспечивается введением паролей и анализом электронной подписи. В результате
осуществляется так называемый санкционированный (разрешенный) доступ. В этом процессе определяется
несколько групп пользователей. Первым разрешается только чтение файлов, вторым - еще и изменение перечня
файлов, их ликвидация, создание новых файлов. Особо выделяется круг лиц, работающих с конкретными
файлами (редактирование, копирование).
Несанкционированный доступ связан не только с использованием, изменением или уничтожением
данных лицами, которые не имеют на это разрешения. Для предотвращения противоправных действий создается
безопасная среда, в которой обеспечивается также защита от всевозможных перехватов блоков данных во время
передачи, их подделки, искажения, расшифровки паролей и идентификаторов пользователей, искусственного
прерывания сеансов взаимодействия прикладных процессов.
С появлением и развитием сетей возникли компьютерные преступления. Хакеры (от англ. hack - рубить,
кромсать, разбивать) вторгаются в программное обеспечение в целях кражи, искажения либо порчи данных.
Возникла также проблема, связанная с появлением в системах и сетях компьютерных вирусов. Последние
способны искажать либо уничтожать используемую информацию.
При решении проблемы безопасности данных обеспечивается так называемая прозрачность принимаемых
мер. Она заключается в том, что введение механизмов безопасности не должно изменять нормальную работу
сети. При этом задержки в передаче данных, вносимые программными и техническими
средствами
безопасности, должны быть минимальными. Не должна также уменьшаться надежность передачи. Естественно,
что средства безопасности, в свою очередь, должны быть защищены от несанкционированного вторжения в них.
Для обеспечения юридической базы безопасности данных в ряде стран приняты соответствующие
законы.
Понятие: Компьютерная разработка программного обеспечения.
Комментарий: КОМПЬЮТЕРНАЯ РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ~ computeraided software engineering - технология автоматизированной разработки программного обеспечения включает
комплекс средств, предназначенных для разработки программ, создания общей базы данных, использования
единого метода взаимодействия с этой базой. Причем этот подход учитывает разнообразие операционных систем,
применяемых в системах, включаемых в одну информационную сеть. Кроме того, CASE определяет единую
основу для сетевых технологий, используемых разными разработчиками. CASE также предоставляет
методологию и средства тестирования создаваемых программ.
Благодаря использованию CASE снижается стоимость разработок, и уменьшаются сроки их проведения.
До последнего времени технология CASE разрабатывалась различными организациями. Национальный институт
стандартов и технологии (NIST) США предлагает свой стандартный подход в создании CASE. Все в большей
степени расширяется рынок прикладных программ, обеспечивающих CASE. К ним, например, относятся быстрая
разработка программ (RAD), среда программирования AppWare, технология OpenDoc.
Понятие: Обучающая система.
Комментарий: ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА ~ training system - система, предназначенная для обучения
пользователей.
Обучающая система основывается на использовании искусственного интеллекта и базы знаний. В ней
широко применяются технологии гиперсреды и гипертекста. Это позволяет выделять объекты знаний и
ассоциативно связывать их друг с другом. Система осуществляет "навигацию" пользователя по базе знаний,
переходя от одного объекта к другому.
Основной задачей обучающей системы является эффективная передача знаний в зависимости от степени
подготовленности пользователей и их способности усваивать получаемую информацию. Системы могут быть
автономными и сетевыми. Автономные являются индивидуальными и функционируют на отдельных
персональных компьютерах. Сетевые являются коллективными и располагаются на серверах, с которыми могут
работать клиенты пользователей. Все более широкое распространение в обучении получают виртуальные классы.
Управление процессом обучения выполняет как пользователь, так и программы обучающей системы.
Система осуществляет проверку знаний учащегося, ведет регистрацию этапов процесса. Обучение
сопровождается неподвижными изображениями, видеосюжетами и фрагментами звука, в том числе речи.
Процесс обучения нередко называется программируемым обучением.
Базы данных и информационные системы
Информационная система содержит информацию, необходимую для управления и контроля
задачами пользователя. При разработке какой-либо базы данных для определенного применения необходимо
построить модель данных, в которой представлены все виды информации, которые будут храниться в базе
данных. Но модель данных, независимо от задачи описания базы данных, также должна быть применима для всех
релевантных данных для определенного применения.
Моделирование отношений сущность/связь
Модель данных можно задать с помощью спецификации вычислительной структуры. В
народнохозяйственных применениях информатики встречаются большие множества однотипных данных.
Примерами являются данные о наличии клиентов, товаров или сотрудников предприятия. Такие данные тоже
можно охватить через вычислительные структуры. Однако для таких больших множеств данных удобнее
применять специальные способы описания. Общим методом описания для информационных систем и баз
данных, и, в частности, для моделирования данных с большим их числом, является так называемая
сущность/связь-модель (англ. Entity/Relationship Model), или, короче, E/R-модель. При этом наличные данные
представляются множествами элементов данных, а связи между основными элементами представляются через
отношения.
При проектировании информационной системы (ИС) создание модели нужно для того, чтобы охватить
задачи управления, лежащие в основе системы. В моделировании данных охватывается вся информация,
имеющая значение для применений.
Типичным образом модели данных и базы данных содержат определенные основные единицы
информации, называемые сущностями. Каждая сущность имеет обозначение и представляет множество
элементов (записи) определенного типа. Запись называется проявлением (воплощением) сущности. Тип
определяет совокупность всех записей, которые могут рассматриваться как сущность. Между сущностями
имеются определенные связи, называемые отношениями, которые устанавливают "семантические связи" между
сущностями. Они отображаются с помощью диаграмм "сущность\связь".
К применению систем баз данных
В задачах управления информацией можно выделить следующие аспекты архитектуры баз данных:
концептуальный аспект (логическая модель вовлекаемых баз данных);
физический аспект (внутреннее представление баз данных в памяти и относящиеся к этому процедуры
доступа);
внешний аспект (возможность доступа для пользователя и, соответственно, для пользовательских
программ).
Системы баз данных могут использоваться либо при непосредственных запросах и быть интерактивными,
либо через определенные программы, которые вызываются с помощью процедур службы базы данных.
Связь между описанными аспектами осуществляется системой управления базой данных. В задачи этой
системы входит:
обеспечение условий целостности,
координация параллельно протекающих выполнении запросов пользователей,
защита данных от неправомерного доступа и их сохранность от разрушения.
Запросы к базам данных и их изменение
Заданием E/R-модели (модели "сущность\связь") характеризуется и множество возможных состояний
базы данных. В каждый момент своей жизни база данных обладает некоторым состоянием. С помощью
определенных операций можно осуществить опрос состояния базы и, соответственно, изменить это состояние.
Языки запросов к базам данных предусматривают вполне определенный формат и логическую форму.
Аналогичным образом могут быть сделаны и изменения состояний и баз данных. Эти изменения могут
состоять из следующих действий:
внести новые сущности, воплощения и новые элементы связей,
удалить определенные данные,
изменить определенные компоненты.
Во всех указанных случаях могут возникнуть проблемы из-за нарушения условий целостности. Задача
системы управления базой данных состоит в том, чтобы выявлять такие ситуации, указывать на них и в
конце концов обеспечить целостность базы данных.
Для формулирования запросов к базе данных и требований на изменение ее содержимого базы данных
предоставляют пользователю особый интерфейс. Он состоит из команд (как выбор, исключение или
добавление данных) и из (ограниченных) возможностей задавать логические формулы для образования
подмножеств данных. Для этого используются также некоторые аспекты алгебры отношений (реляционной
алгебры), такие, как:
проекция (вычеркивание определенных компонент кортежей в отношении),
соединение (произведение отношений, причем делается соединение кортежей, совпадающих в общих
атрибутах),
селекция (выбор кортежей, удовлетворяющих заданному условию относительно значений атрибутов).
В случае языка запросов на основе исчисления отношений пользователь задает отношения с помощью
логических выражений и соответствующим образом комбинирует их. При этом иногда допускается (в
ограниченной форме) использование кванторов существования и всеобщности. Изменения же в состоянии базы
данных делаются, как правило, поэлементно.
Имеется много самых различных концепций для языков запросов к базам данных и их изменения.
Практически важно при этом, чтобы эти концепции укладывались в языки программирования, так как это
допускает управление базами данных из программ.
Жизненный цикл банка данных
(По материалам публикаций И.А.Лысых; ЦНИТ МИРЭА-МГДТДиЮ,
каф. ТИССУ МИРЭА)
Совокупность технических средств, программных средств и реализованного банка данных в специальной
литературе иногда называют системой банка данных. Хотя, скорее эту формулировку можно рассматривать как
некое частное толкование информационной системы (ИС). Видимо, акцент в первой формулировке делается на
значение самого банка данных в ИС, как непременной важнейшей части ИС, отражающей сущность, назначение,
предметную область и информационное наполнение системы. Поэтому дальнейшее обсуждение этого вопроса в
настоящем фрагменте УМК осуществляется именно с этих позиций.
Развитие системы банка данных или ИС во времени удобно рассматривать в рамках концепции ее
жизненного цикла (ЖЦ).
(Самым тщательным образом вопросы ЖЦ ИС рассмотрены в ряде монографических публикаций видного в этой
области специалиста проф. В.В.Липаева)
В соответствии с этой концепцией жизненный цикл системы банка данных делится на несколько
отдельных стадий и этапов работ, а именно:
1.
Стадия технического задания, или стадия формулирования и анализа требований.
2.
Стадия эскизного проектирования, или стадия концептуального проектирования.
3.
Стадия технического проектирования, содержащая этапы проектирования реализации и физического
проектирования банка данных.
4.
Стадия рабочего проектирования, или стадия реализации банка данных, включающая этапы разработки и
наполнения банка данных до некоторого заданного объема данных, разработки программ и программной
документации и испытания банка данных.
5.
Стадия внедрения.
6.
Стадия промышленной эксплуатации и сопровождения, включающая этапы пополнения банка данных, его
поддержки, масштабирования, переносов, модификаций и адаптации, то есть включающая стадию
продолжающейся разработки.
7.
Стадия ликвидации.
8.
Рассмотрим жизненный цикл системы банка данных более подробно.
Техническое задание
Стадия технического задания является наиболее трудоемкой и длительной фазой процесса
проектирования, но и наиболее важной. Основными задачами этой стадии являются:
Постановка задачи
Сбор исходных материалов
Сбор требований, предъявляемых к содержанию и процессу обработки данных всеми известными и
потенциальными пользователями банка данных
Анализ исходных материалов и требований
Формулирование технического задания
Согласование и утверждение технического задания
Эскизное проектирование
Эскизное проектирование имеет целью построение независимой от СУБД информационной структуры
банка данных на основе объединения информационных требований известных и потенциальных пользователей.
Фактически эскизное проектирование является предварительной разработкой концептуальной структуры (схемы)
банка данных, составляющей представление точки зрения пользователей на предметную область и независимой
ни от СУБД, ни от технических и программных средств.
На стадии эскизного проектирования полезна быстрая разработка макета банка данных в совокупности со
средствами доступа к нему (пользовательский интерфейс). Такой макет позволяет известным пользователям
качественно оценить правильность заложенных в концептуальную структуру (схему) банка данных решений.
Стадия эскизного проектирования завершается разработкой, согласованием и утверждением
пояснительной записки к эскизному проекту.
Техническое проектирование
Стадия технического проектирования содержит этапы проектирования реализации и физического
проектирования банка данных.
На этапе проектирования реализации разрабатывается структура банка данных, представляющая собой
СУБД - ориентированное описание данных, или схему, или модель данных, или логическую структуру данных,
обычно выраженную в терминах языка описания данных, определяющую единицы данных и задающую
отношения между ними. На этом же этапе определяются набор возможных запросов к банку данных,
составляемых с использованием языка манипулирования данными, а также пользовательский интерфейс с банком
данных.
На этапе физического проектирования банка данных определяются физические параметры банка данных
в целом, составляющих его баз данных, таблиц, словарей, рубрикаторов и других элементов, а также единиц
данных.
Стадия технического проектирования завершается разработкой, согласованием и утверждением
пояснительной записки к техническому проекту, содержащей подробное формализованное описание реализации
системы банка данных и ее структуры (схемы).
Рабочее проектирование
Стадия рабочего проектирования, или стадия реализации банка данных, включает этапы разработки и
наполнения банка данных до некоторого заданного объема данных, разработку программ и программной
документации на основе подробного формализованного описания реализации системы банка данных и ее
структуры (схемы), выработанного на стадии технического проектирования, и испытания банка данных.
На стадии рабочего проектирования после разработки и наполнения банка данных обычно проводится его
опытная эксплуатация, по результатам которой принимается решение о дальнейших мероприятиях по его
доработкам, испытаниям, внедрению и сопровождению.
Внедрение
На стадии внедрения банк данных передается в промышленную эксплуатацию, о чем составляется
соответствующий акт.
Промышленная эксплуатация и сопровождение
Стадия промышленной эксплуатации и сопровождения включает пополнение банка данных, его
поддержку, модификацию и адаптацию, анализ функционирования, которые должны осуществляться в
соответствии с требованиями, сформулированными в эксплуатационной документации, разработанной на стадии
рабочего проектирования. Пожалуй, наиважнейшей работой на этой стадии является анализ функционирования
банка данных, позволяющий выявлять его узкие места и на основе такого анализа вносить соответствующие
изменения в банк данных, его интерфейсы и т.д.
Поддержка банка данных должна обеспечивать его целостность, эффективное восстановление после
сбоев, безопасность, своевременное обновление и актуализацию данных.
Даталактическое проектирование реляционных баз данных, СУБД
Целью этапа даталактического проектирования БД является создание логической модели баз данных
(ЛМБД) - схемы БД, понятной всем категориям пользователей - от конечных пользователей до администрации
БД, что составляет основу проектирования любой информационной системы (ИС).
В среде конкретной СУБД схема БД может претерпеть структурные изменения, что обусловлено
особенностями СУБД, в первую очередь моделью данных, которую она поддерживает (реляционная, сетевая и
др.). Схема БД для конкретной СУБД описывается в терминах соответствующей модели данных.
Конечным результатом даталогического проектирования является описание логической структуры БД на
языке описания данных (ЯОД) конкретной СУБД.
Для реляционной СУБД схема БД будет называться реляционной.
СУБД
СУБД расшифровывается как система управления базой данных и представляет собой сложную
программную систему, предназначенную для создания на ЭВМ базы данных, поддержания ее в актуальном
состоянии и обеспечения эффективного доступа пользователей к данным в БД.
СУБД осуществляет централизованное управление базой данных.
До применения технологии БД для создания ИС использовалась концепция файловой системы: для
данных - файлы данных, для программ - программные файлы. Между программными файлами и файлами данных
существовала тесная связь: программы загружались в память ЭВМ вместе с данными и обращались к
обрабатываемым данным напрямую в файл данных, а именно к его записям определенного формата. Такая
зависимость программ от данных приводила к тому, что при изменении данных в файле данных приходилось
переписывать программы. Это был самый важный недостаток файловой системы.
Главное преимущество СУБД - это независимость программ от обрабатываемых ими данных. Одно из
принципиальных отличий СУБД от файловых систем заключается в том, что хранимые и обрабатываемые
данные доступны теперь программам не напрямую, а через их логическое описание, то есть схему БД. Поэтому
изменения в схеме БД, не требуют модификации программ, т.к. в программах уже не используются абсолютные
значения координат полей в записях файла данных - теперь они извлекаются из схемы БД.
Состав СУБД
СУБД состоит из ядра и сервисных средств - окружения ядра:
ядро СУБД это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания
БД;
сервисные средства делятся на сервисные программы и языковые средства.
Сервисные программы (утилиты, окружение ядра) предоставляют пользователям ряд дополнительных
возможностей и услуг по обслуживанию и применению БД, а именно:
генераторы программного кода;
компиляторы языков программирования;
средства для разработки приложений (генераторы меню, экранных форм, отчетов БД, макросов,
различные интерфейсные средства для доступа к данным;
всевозможные утилиты для администрации БД;
утилиты сброса и восстановления БД при ее разрушении;
справочные системы (Help), словари-справочникии системы обучения пользователей СУБД.
Языковые средства СУБД включают: язык описания данных (ЯОД), язык описания хранения данных
(ЯОХД), язык манипулирования данными (ЯМД) и язык запросов.
Классификация СУБД
Классификация СУБД основана на 4-х критериях:
1.
Модель данных, поддерживаемая СУБД;
2.
Степень универсальности СУБД;
3.
Средства создания программ обработки данных;
4.
Размещение БД на ЭВМ.
С точки зрения поддерживаемой модели данных СУБД делятся на реляционные, сетевые, иерархические и
объектно-ориентированные.
Наибольшее распространение в последние 30 лет получили реляционные СУБД, а в последние годы к ним
добавились объектно-ориентированные СУБД. Существуют также мультимодельные СУБД, которые
поддерживают одновременно несколько моделей данных.
С точки зрения степени универсальности СУБД делятся на 2 класса: СУБД общего назначения и
специализированные. Первые ориентированы на любую предметную область и не зависят от информационных
потребностей конкретной группы пользователей. Вторые создаются для решения специфических задач.
С точки зрения средств построения программ обработки данных различают замкнутые и открытые СУБД.
В замкнутых СУБД для создания программ могут использоваться исключительно средства языка
манипулирования данными (ЯМД) СУБД.
Открытые СУБД допускают, кроме языка манипулирования данными (ЯМД), применение
универсальных языков программирования - сначала КОБОЛ, затем ФОРТРАН, Паскаль, Си и др. Принципиально
допускается применение нескольких включающих языков одновременно. Но наиболее простым с точки зрения
реализации является взаимодействие с тем языком, на котором написана сама СУБД (VfP - на Си).
С точки зрения размещения БД на ЭВМ СУБД делятся на локальные и распределенные (сетевые СУБД,
РСУБД, серверы БД), Локальные (настольные, Desktop) СУБД предназначены для создания и управления БД на
одной ЭВМ.
РСУБД предназначены для создания, функционирования и взаимодействия БД, размещенных на ЭВМ в
составе сети ЭВМ. Отметим, что РСУБД оснащена специальным программным обеспечением и каталогом,
содержащим сведения о структуре сети, локальных СУБД и локальных БД.
Функции СУБД
СУБД должна выполнять следующие основные функции:
1.
Определение данных.
СУБД должна допускать определения данных в исходной форме (концептуальная схема, внутренняя
схема, внешние схемы) и преобразовывать эти определения в форму соответствующих объектов. Другими
словами, СУБД должна включать в себя компонент языкового процессора для различных языков определений
данных. СУБД должна также "понимать" синтаксис языка определений данных.
2.
Обработка данных.
СУБД должна уметь обрабатывать запросы пользователей на выборку, изменение, удаление данных в БД
и добавление новых данных в БД. Другими словами, СУБД должна включать в себя компонент процессора
обработки данных.
Запросы пользователей могут быть планируемыми и не планируемыми. Первые известны заранее и
учитываются при создании БД, вторые - характерны для приложений "поддержки решений" и выполняются
интерактивно.
3.
Безопасность и целостность данных.
СУБД должна контролировать пользовательские запросы и пресекать попытки нарушений правил
безопасности (несанкционированный доступ) и целостности, определенные администратором БД.
4. Восстановление данных и дублирование
СУБД или другой связанный с ней компонент, обычно называемый администратором транзакций,
должны осуществлять необходимый контроль над восстановлением данных и их архивированием.
5.
Словарь данных.
Словарь данных - это системная БД. Он содержит данные о данных (метаданные), то есть определения
других объектов системы. В частности, исходная и объектная форма различных схем (внешних, концептуальной
и других) должны сохраняться в словаре. Расширенный словарь будет включать перекрестные ссылки,
показывающие, например, какие программы используют какую часть БД, какие отчеты требуются тем или иным
пользователям и другие. Словарь должен интегрироваться в БД (интегрированный словарь), а значит, должен
содержать описание самого себя. К словарю должен быть обеспечен доступ, также как и к БД.
6.
Производительность БД
СУБД должна выполнять все свои функции с максимально возможной эффективностью.
7.
Пользовательский интерфейс БД
Предоставление пользовательского интерфейса СУБД должна предоставлять разработчику средства
создания пользовательского интерфейса - меню, экранные формы и другие.
Архитектура СУБД
Пользователи БД делятся на 3 группы: администрация БД, прикладные программисты и конечные
пользователи. Естественно, каждая группа пользователей по-своему видит БД и пользуется своей терминологией
при выражении своих информационных потребностей.
Для обеспечения адекватного способа видения БД каждой группой ее пользователей и удовлетворения их
информационных потребностей введена иерархия пользовательских представлений или уровни абстракции
данных. Одной из важнейших функций СУБД является поддержание каждого из указанных уровней абстракции
данных, то есть архитектура СУБД является многоуровневой. Реализация каждого уровня абстракции данных
обеспечивается соответствующей функциональной компонентой СУБД. Таким образом, архитектура СУБД - это
совокупность ее функциональных компонент, а также средств обеспечения их взаимодействия друг с другом и с
пользователями.
В 1975 г. Американский национальный институт стандартизации (ANSI) предложил 3-х уровневую
модель архитектуры СУБД, которая поддерживает 3 соответствующих уровня абстракции данных концептуальный, внутренний и внешний. Эта модель является универсальной в том смысле, что в ее рамки
укладывается архитектура любой СУБД. Специфика же отдельных СУБД включает поддерживаемую модель
данных и механизмы реализации взаимодействия между уровнями архитектуры СУБД.
Каждый из уровней архитектуры СУБД поддерживает соответствующие модели БД, отражающие точки
зрения всех групп пользователей на одну и ту же БД.
Совокупность моделей БД, соответствующих уровням абстракции данных о предметной области,
называется архитектурой БД.
Концептуальный уровень архитектуры СУБД служит для поддержания единого взгляда на БД всеми
группами пользователей и общего для всех ее приложений, то есть. независимо от них. Именно в среду
концептуального уровня отображается инфологическая модель предметной области. Представление БД на
концептуальном уровне называется концептуальной моделью БД или схемой БД. Она обеспечивает
интегрированное представление о предметной области.
В СУБД для описания концептуальной модели служит язык описания данных (ЯОД). Так как
концептуальный уровень архитектуры СУБД отражает логическую структуру БД, то схема БД называется
также логической моделью БД.
Внутренний уровень архитектуры СУБД поддерживает представление БД в среде хранения (на внешних
ЗУ). Этот уровень называют еще физическим, т.к. именно на этом уровне база данных представлена полностью в
"материализованном" виде. Описание БД на этом уровне осуществляется с помощью языка описания хранения
данных (ЯОХД) СУБД и называется внутренней моделью БД. Эта модель включает описание размещения БД на
внешнем ЗУ и методы доступа к данным. Во многих современных СУБД описание логической и физической
моделей БД объединены.
Внешний уровень архитектуры СУБД предназначен для прикладных программистов. Описание БД на
этом уровне осуществляется в СУБД с помощью языка манипулирования данными (ЯМД) СУБД и называется
внешней моделью БД или подсхемой БД.
Внешняя модель БД обеспечивает реализацию конкретного приложения (задачи) и поэтому является
подмножеством (проекцией) схемы БД. Количество внешних моделей БД или подсхем БД соответствует
количеству приложений.
В архитектуре БД выделяют еще 4-й уровень, который не связан с СУБД и не поддерживается ею - это
уровень конечного пользователя. На этом уровне поддерживается представление БД для конечных
пользователей, а описание БД осуществляется на естественном языке в терминах предметной области, которыми
оперируют конечные пользователи.
Модель БД на этом уровне включает описание форматов сообщений и документов, составляемых в
соответствии с запросами конечных пользователей и реализуемых прикладными программами.
Схема БД
Составлением схемы БД занимается администратор БД. В этой трактовке функции системного
программиста БД также отнесены к прерогативам администратора БД. Тогда прикладной программист или
конечный пользователь не обязательно должны знать о схеме БД, т.к. она бывает достаточно сложна.
В зависимости от поддерживаемой СУБД модели данных схема БД называется реляционной, сетевой
или иерархической.
Структурным элементом реляционной схемы БД является отношение, которое характеризуется своими
атрибутами. Отношение обязательно имеет первичный ключ (указывается первым и подчеркивается), а также
возможны вторичные ключи.
Множество значений атрибута отношения называется доменом, а совокупность всех атрибутов
отношения с их конкретными значениями - кортежем. Схема БД, атрибуты отношений в которой содержат
конкретные значения, называется экземпляром схемы БД.
На физическом уровне каждое отношение реляционной схемы БД соответствует файлу реляционной БД,
экземпляр отношения - записи файла БД, атрибуты отношения - полям записи файла БД.
Подсхемы БД
Подсхемы БД составляет администратор БД и предназначены они для прикладных программистов.
Подсхема, являясь проекцией схемы БД, содержит только те отношения, и только те атрибуты этих
отношений, которые используются прикладным программистом для решения конкретной задачи (запроса).
При описании подсхемы БД могут быть заданы все необходимые ограничения,
например: пароль доступа к отношению или его атрибутам, режим обработки отношения или его атрибутов "только чтение" или "чтение и запись" и другие.
В подсхеме БД могут также присутствовать виртуальные атрибуты - это не хранимые в БД атрибуты
отношений, а вычисляемые алгоритмически для конкретной задачи (запроса). Также в подсхеме БД могут быть
изменены способы упорядочивания данных (то есть. назначены другие ключи), типы данных (цифровые заменены на символьные и наоборот). При этом СУБД обеспечивает автоматическое выполнение всех этих
процессов.
Средства задания подсхемы БД определяются средствами поддержки внешних моделей БД в конкретной
СУБД. При развитых средствах поддержки предполагается, что подсхема задается администратором (системным
программистом) БД в виде рабочих. В некоторых случаях для описания подсхем БД создается язык описания
данных подсхемы.
Взаимодействие прикладных программ с СУБД
Данные, размещенные в БД, доступны прикладной программе, составленной на алгоритмическом языке,
не непосредственно через операторы этого языка, а с помощью языка манипулирования данными (ЯМД) СУБД.
Различные СУБД содержат разный набор операторов ЯМД, однако, можно выделить группу основных
операторов, имеющих аналоги в каждой СУБД:
"ВКЛЮЧИТЬ - В - БД (ЗАПОМНИТЬ, ПОМЕСТИТЬ)";
"ИСКЛЮЧИТЬ - ИЗ - БД (УДАЛИТЬ)";
"ИЗМЕНИТЬ";
"ИЗВЛЕЧЬ (НАЙТИ)".
ЯМД включается в конкретный алгоритмический язык, который в этом случае называется включающим
или базовым языком. Работающие по этому принципу СУБД называют СУБД с включающим или базовым
языком.
Практически во всех типовых СУБД ЯМД реализуется по способу базового языка. Существует два
основных подхода.
В первом подходе в прикладной программе используется оператор CALL - если необходимо выполнить
оператор ЯМД, то в прикладной программе средствами оператора CALL задаются требуемые действия, и
осуществляется обращение к СУБД, которая после выполнения запрошенного действия возвращает управление
прикладной программе.
Во втором подходе в набор операторов алгоритмического языка включаются операторы ЯМД СУБД.
В прикладной программе резервируются поля, необходимые для размещения данных, извлекаемых из БД,
или подготовленных ко внесению в БД. Совокупность этих полей в программе называется рабочей областью
задачи (РОЗ).
Кроме того, некоторые СУБД требуют резервирования в прикладной программе памяти под буферы
ввода/вывода для обмена данными между программой и БД. При этом данные сначала помещаются в буфер, а
затем их подмножество, подлежащее обработке в программе, передается в РОЗ и наоборот.
В некоторых СУБД с целью оптимизации режима мультидоступа (одновременный доступ к данным
многих прикладных программ) буферы ввода/вывода резервируются средствами СУБД независимо от
прикладных программ и одни и те же буферы могут одновременно использоваться несколькими прикладными
программами.
Реструктуризация и реорганизация БД
С понятием концептуальной модели БД (схемы БД) связано другое понятие - реструктуризация БД,
которое означает модификацию концептуальной схемы БД с последующим приведением БД в соответствие с
внесенными изменениями. Цель реструктуризации БД - упрощение схемы БД или приведение ее в соответствие с
изменениями в предметной области.
С понятием внутренней модели БД связано понятие реорганизации БД, которое означает изменение
структуры хранения данных или их размещения в среде хранения. Цель реорганизации БД - повышение
производительности БД или предоставление освобожденной памяти на внешнем ЗУ для ее последующего
использования.
Реляционная схема БД, стандарт SQL
Почти все БД, созданные с конца 70-х годов основаны на реляционном подходе и подавляющее
большинство научных исследований в области БД в течение последних 25 лет проводилось в этом направлении.
Таким образом. реляционный подход представляет собой основную тенденцию современного рынка.
Реляционная схема БД основана на реляционной модели данных, которая выражается в 3 частях:

объекты данных;

целостность данных;

операторы обработки данных.
В каждой части есть свои специальные термины.
Объекты в реляционной модели данных описываются терминами "отношение", "атрибут", "первичный
ключ", "кортеж", "кардинальное число", "степень", "домен":
Отношение - это таблица, состоящая из столбцов (колонок, полей).
Атрибут - это структурный элемент отношения (столбец таблицы).
Первичный ключ - это уникальный идентификатор таблицы (один или группа столбцов).
Степень - это количество атрибутов в отношении.
Кортеж - это строка таблицы.
Кардинальное число - это количество кортежей в таблице.
Домен - это общая совокупность значений определенного атрибута определенного отношения.
Целостность данных связана с правильностью и точностью представления состояния предметной области
в модели данных. Целостность описывается правилами, предназначенными для информирования СУБД о разного
рода ограничениях реального мира и обеспечивающими предотвращение появления недопустимых
конфигураций значений в данных.
Для каждой БД может существовать различное число таких правил (ограничений целостности). Однако в
реляционной модели есть три общих правила целостности, которые применяются к любой БД - они касаются
первичных ключей, внешних ключей и доменов.
1.
Правило целостности (целостность объекта):
Ни один элемент ПК в независимых (базовых) отношениях не может содержать Null-значений.
Null-значение - это отсутствующее значение, но это не то же самое, что пробел или числовой ноль.
Фактически Null-значение не является реальным значением в обычном смысле, поэтому его называют еще
"маркером".
2.
Правило целостности (целостность атрибута):
Значения каждого атрибута берутся из соответствующего домена. Один и тот же домен может
использоваться несколькими атрибутами.
3.
Правило целостности (ссылочная целостность):
БД не должна содержать несогласованных значений внешних ключей.
Несогласованное значение внешнего ключа - это такое, для которого не существует того же значения ПК
в родительском отношении.
Развивающая информация (информационное окружение) к вопросу о даталактическом проектировании
реляционных баз данных, СУБД
Система - набор взаимосвязанных элементов, воспринимаемых и действующих как единое целое.
Системология - наука о системах.
Системотехника - инженерия систем (вопросы проектирования, создания, испытания и эксплуатации систем).
Системный анализ - наука, изучающая системы с целью их модификации и совершенствования.
Компонента системы - часть системы, также являющая системой при более детальном рассмотрении.
Связь - отношение между компонентами в системе. Связь между первым и вторым - через третье.
Структура - способ, правило организации компонент в систему (в том числе сетевая, древовидная структуры).
Структура представляет собой организованную совокупность связей между ее подсистемами и элементами,
которые рассматриваются безотносительно к процессам, происходящим в этих связях.
Инфраструктура - то, что обеспечивает целостность структуры системы и ее функционирование.
Структура и инфраструктура системы отождествляют и реализуют:

состояние, динамику, функционирование, поведение системы;

феноменологию системы;

концептологию системы, эволюцию и революцию развития систем;

атрибуты целостности, факторы организации, оценки надежности;

эмерджентность, кооперативные эффекты, синергизмы;

системные эффекты;

равновесие, бифуркации, турбулентность, катастрофы и их предупреждение.
Представление данных. Типы данных. Агрегаты данных
Данные - отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления предметной области, а также
их свойства.
Агрегат данных - поименованная совокупность элементов данных внутри записи, рассматриваемая как
единое целое. Например, агрегат данных "ДАТА" может состоять из элементов данных "МЕСЯЦ", "ДЕНЬ",
"ГОД". В языке Кобол агрегат данных называется группой или групповым элементом. Data aggregate (агрегат
данных) Группа записей (record, 1) или блоков (block, 2) данных, которая обычно содержит описания
местоположения каждого блока и его взаимосвязей с другими блоками.
Существуют два типа агрегатов данных: векторы и повторяющиеся группы.
Вектор - одномерная упорядоченная совокупность элементов данных (например, приведенная выше
совокупность ДАТА).
Повторяющаяся группа - совокупность данных, которые встречаются несколько раз в экземпляре
записи, например прием и выдача вкладов в записи счета сберкассы. В повторяющуюся группу могут входить
отдельные элементы данных, векторы, агрегаты данных или другие повторяющиеся группы.
Агрегатам данных соответствуют абстрактные типы данных, представляемые, например, структурами в
языках C, C++ и обычными записями в языках Паскаль и Модула. Они состоят из объектов данных,
подключаемых непосредственно или с использованием ссылок (указателей). При обсуждении агрегатов данных,
используемых при процедурном подходе, применяется также понятие "запись". Понятие "структура", для
обозначения агрегата данных не используется в связи с его перегруженностью другими смысловыми значениями.
Процедурный подход предполагает независимость записей (R) от процедур (P). Запись R состоит из
элементов данных: R=(D1, D2, ..., Dk), называемых полями записи. При этом поле Di может, в свою очередь,
состоять из других абстракций.
Все значения данных состоят из простых типов данных. В отличие от некоторых других языков в SQL
отсутствуют массивы, указатели, векторы и другие сложные типы данных.
Все данные в реляционной базе изображаются в форме двухмерных таблиц (на языке математики "отношений"). Каждая таблица содержит некоторое число строк (в том числе 0), называемых "картежами" и один
или несколько столбцов, называемых "атрибутами". Все строки в таблице имеют одну и ту же
последовательность столбцов, в которых записаны различные значения, однако наборы значений в столбцах
отличаются.
Одной из основных особенностей реляционной модели является требование, чтобы каждое значение в
столбце являлось атомарной величиной, то есть в каждом столбце для каждой строке может содержаться только
одно значение. Если поместить несколько значений, они всегда будут обрабатываться СУБД, как единая
величина.
Базы данных: основные понятия, цели и средства создания
Данные - это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления предметной области, а
также их свойства.
База данных - это совокупность программных средств, обеспечивающих поиск, хранение и запись
информационных единиц заданной структуры (данных) в памяти ЭВМ.
БД иерархическая - это база данных, в которой между информационными единицами введены
отношения вида "элемент-класс", "тип-подтип", "род-вид" и т.п., с помощью которых образуются иерархические
классификации хранящихся в базе информационных единиц.
БД реляционная - это база данных, в которой информационные единицы связаны между собой
отношениями типа "один к одному", снабжены атрибутами и для представления отношений используется запись
в виде таблиц.
БД сетевая - это база данных, в которой информационные единицы связаны между собой отношениями
типа "один к одному", "один ко многим" и "многие ко многим".
БД экстенсиональная - это база данных, в которой хранятся лишь константные факты о внешнем мире.
База знаний (БЗ)- это совокупность программных средств, обеспечивающих поиск, хранение,
преобразование и запись в памяти ЭВМ сложно структурированных информационных единиц (знаний).
БЗ замкнутая - это база знаний, содержимое которой в процессе функционирования не изменяется.
Логический вывод в такой базе эквивалентен выводу в формальной системе и обладает свойством монотонности,
то есть ранее выведенные утверждения остаются верными на весь период функционирования Б.З.
БЗ интенсиональная - это база знаний, в которой описаны общие закономерности, характерные для
некоторой предметной области, а также способы постановки и решения задач в этой области.
БЗ открытая - это база знаний, позволяющая в процессе функционирования пополнять содержимое базы
и убирать знания из базы. Свойство открытости приводит к тому, что вывод в базе является немонотонным, то
есть истинность выведенных в ней утверждений может меняться в процессе работы системы с такой базой.
Базы данных: основные понятия, цели и средства создания БД
БД - хранилище определенным образом структурированных данных. Первоначально БД создавались как
сетевые, иерархические. В настоящее время в основном применяются реляционные БД. Определилась тенденция
создания и использования объектных БД.
База данных состоят из таблиц, связанных между собой. Таблицы состоят из полей. Строка таблицы
(точнее, соответствующая комбинация данных) - кортеж. Множество допустимых значений какого-либо поля домен. Связи между таблицами характеризуются направлением, мощностью и правилами ссылочной
целостности.
Количество кортежей в таблице - кардинальное число. Для идентификации кортежа используется
первичный ключ - комбинация полей, значения которых являются уникальными в пределах всей таблицы. Также
есть альтернативные ключи (тоже уникальные, но не первичные :), внешние ключи (взяты из другой таблицы)
и инверсные связи (унаследованные собственные ПК).
Основной принцип БД: однократный ввод и многократное использование.
Цель использования БД - отделение программы от данных.
Цель проектирования БД - структуризация и нормализация данных, устранение избыточности,
ускорение и упрощение работы с данными. Реализации указанной цели способствует использование специально
для этого созданного структурированного языка запросов SQL.
Средства создания БД: ERwin, Oracle Designer, Embarcadero DBManager и другие на этапе
проектирования. Эти же средства применяются для генерации БД; СУБД для последующей работы. В числе
средств есть еще reverse engineering - создание модели по существующей БД.
Проектирование БД опирается на анализ предметной области, документооборота и использует в своей
основе прототипы в проектировании.
SQL - стандартный язык запросов в базах данных - БД
Первоначально в системах хранения и обработки данных были просто адреса памяти. Затем появились
переменные. Потом структуры. Возникли хранилища структурированной информации - БД. По мере роста их
популярности потребовался унифицированный язык общения с ними. Такой язык был создан и получил
распространение: Structured Query Language (SQL) или структурированный язык запросов.
SQL - это:

интерактивный язык запросов;

язык программирования БД;

язык администрирования БД;

язык создания клиент/серверных приложений;

язык связи распределенных БД;

язык шлюзов БД.
Достоинства SQL:

независимость от СУБД;

переносимость между системами;

наличие международных стандартов (SQL89, SQL92);

реляционная основа;

поддержка ведущими производителями: MS (SQL Server), Oracle, IBM (DB2);

высокоуровневая структура, напоминающая английский язык;

обеспечение программного доступа к БД;

возможность различного представления БД;

возможность динамического определения данных (DDL);

поддержка клиент/серверной архитектуры.
СУБД: состав, функции, архитектура, примеры. Критерии выбора СУБД - БД
Состав СУБД (в конспектной форме записи): <СУБД DESIGNTIMESP=20115> {<ядро
designtimesp=20116>
<сервисные
программы
designtimesp=20117>};
<Сервисная
программа
DESIGNTIMESP=20118>={<программная
утилита
designtimesp=20119>|<языковая
программа
designtimesp=20120>};
<Языковая
программа
DESIGNTIMESP=20121> ={<ЯОписанияД
DESIGNTIMESP=20122>
<ЯОХраненияД
DESIGNTIMESP=20123>
<ЯМанипулированияД
DESIGNTIMESP=20124>
<ЯПодзапросов
DESIGNTIMESP=20125>};
<Программная
утилита
DESIGNTIMESP=20126> ={<Генераторы
кода
DESIGNTIMESP=20127>,
<Компиляторы
DESIGNTIMESP=20128>,
<Средства
разработки
положений
DESIGNTIMESP=20129>,
<Утилиты
администрирования DESIGNTIMESP=20130>, <Справка и ССД DESIGNTIMESP=20131>}.
Функции СУБД: управление структурой данных (понимание DDL), управление данными, поддержание
безопасности целостности данных (ссылочная целостность, транзакции, изоляция транзакций), поддержание
словаря данных (метабазы), предоставление возможностей разработки приложений.
Архитектура: Внутренняя модель (физическое размещение), Концептуальная модель (схема данных),
Внешние модели (подсхемы), Модели пользователя (как их видит пользователь).
Примеры крупных: MS SQL Server, Oracle, DB2; мелких: Paradox, Access, HyTech, Linter
Критерии выбора СУБД
Выбор системы управления баз данных (СУБД) представляет собой сложную многопараметрическую
задачу и является одним из важных этапов при разработке приложений баз данных.
Можно выделить несколько групп критериев выбора СУБД:

моделирование данных;

особенности архитектуры и функциональные возможности;

контроль работы системы;

особенности разработки приложений;

производительность;

надежность;

требования к рабочей среде;

смешанные критерии.
Таким образом, основными критериями выбора СУБД являются: модель данных, функциональные
возможности,
требования
к
обеспечению,
производительность,
надежность,
простота
установки/работы/сопровождения, цена, наличие поддержки, локализованность (Oracle Must Die).
Моделирование данных
Используемая модель данных. Существует множество моделей данных; самые распространенные иерархическая, сетевая, реляционная, объектно-реляционная и объектная. Вопрос об использовании той или иной
модели должен решаться на начальном этапе проектирования информационной системы (ИС).
Триггеры и хранимые процедуры. Триггер - это программа базы данных, вызываемая всякий раз при
вставке, изменении или удалении строки таблицы. Триггеры обеспечивают проверку любых изменений на
корректность, прежде чем эти изменения будут приняты.
Хранимая процедура - это программа, которая хранится на сервере и может вызываться клиентом.
Поскольку хранимые процедуры выполняются непосредственно на сервере базы данных, обеспечивается более
высокое быстродействие, нежели при выполнении тех же операций средствами клиента БД.
В различных программных продуктах для реализации триггеров и хранимых процедур используются
различные инструменты.
Средства поиска. Некоторые современные системы имеют встроенные дополнительные средства
контекстного поиска.
Предусмотренные типы данных. Здесь следует учесть два фактически независимых критерия: базовые
или основные типы данных, заложенные в систему, и наличие возможности расширения типов. В то время как
отклонения базовых наборов типов данных у современных систем от некоего стандартного, обычно, невелики,
механизмы расширения типов данных в системах того или иного производителя существенно различаются.
Реализация языка запросов. Все современные системы совместимы со стандартным языком доступа к
данным SQL-92, однако многие из них реализуют те или иные расширения данного стандарта.
Особенности архитектуры и функциональные возможности
Мобильность ИС. Мобильность - это независимость информационной системы от среды, в которой она
работает. Средой в данном случае является как аппаратура, так и программное обеспечение (операционная
система).
Масштабируемость. При выборе СУБД необходимо учитывать, сможет ли данная система
соответствовать росту информационной системы, причем рост может проявляться в увеличении числа
пользователей, объема хранимых данных и объеме обрабатываемой информации.
Распределенность. Основной причиной применения информационных систем на основе баз данных
является стремление объединить взгляды всех потенциальных пользователей обслуживаемой предметной
области на всю информацию, а в случае ведомственного, корпоративного, "цехового" формирования и
понимания предметной области, да еще в условиях ее цеховой закрытости, речь может идти о потребности в
корпоративных информационных системах - централизованных или распределенных. Самый простой и
надежный подход - централизация хранения и обработки данных на одном сервере. К сожалению, это не всегда
возможно и приходится применять распределенные базы данных. Различные системы имеют разные
возможности управления распределенными базами данных.
Сетевые возможности. Многие системы позволяют использовать широкий диапазон сетевых протоколов
и служб для работы и администрирования.
Контроль работы информационной системы, обслуживающей БД (БЗ)
Контроль использования памяти компьютера. Система может иметь возможность управления
использованием, как оперативной памяти, так и дискового пространства. Во втором случае это может
выражаться, например, в сжатии баз данных, или удалении избыточных файлов.
Автонастройка. Многие современные системы включают в себя возможности самоконфигурирования,
которые, как правило, опираются на результаты работы сервисов самодиагностики производительности.
Данная возможность позволяет выявить слабые места конфигурации системы и автоматически настроить ее на
максимальную производительность.
Особенности разработки приложений
Многие производители СУБД выпускают также средства разработки приложений для своих систем.
Как правило, эти средства позволяют наилучшим образом реализовать все возможности сервера, поэтому при
анализе СУБД следует рассмотреть также и возможности средств разработки приложений.
Средства проектирования. Некоторые системы имеют средства автоматического проектирования, как
баз данных, так и прикладных программ. Средства проектирования различных производителей могут
существенно различаться.
Многоязыковая поддержка. Поддержка большого количества национальных языков расширяет область
применения системы и приложений, построенных на ее основе.
Возможности разработки Web-приложений. При разработке различных приложений зачастую
возникает необходимость использовать возможности среды Internet. Средства разработки некоторых
производителей имеют большой набор инструментов для построения приложений под Web.
Поддерживаемые
языки
программирования.
Широкий
спектр
используемых
языков
программирования повышает доступность системы для разработчиков, а также может существенно повлиять на
быстродействие и функциональность создаваемых приложений.
Производительность СУБД
Рейтинг TPC (Transactions per Cent). Для тестирования производительности применяются различные
средства, и существует множество тестовых рейтингов. Одним из самых популярных и объективных является
TPC-анализ производительности систем. Фактически TPC анализ рассматривает композицию СУБД и
аппаратуры, на которой эта СУБД работает. Показатель TPC - это отношение количества запросов,
обрабатываемых за некий промежуток времени, к стоимости всей системы.
Возможности параллельной архитектуры. Для обеспечения параллельной обработки данных
существует, как минимум, два подхода:
1.
распараллеливание обработки последовательности запросов на несколько процессоров;
2.
использование нескольких компьютеров-клиентов, работающих с одной БД, которые объединяют в так
называемый параллельный сервер.
Возможности оптимизирования запросов. При использовании непроцедурных языков запросов их
выполнение может быть неоптимальным. Поэтому необходимо произвести процесс оптимизации запросов, то
есть выбрать такой способ выполнения, когда по начальному представлению запроса путем его синтаксических
и семантических преобразований вырабатывается процедурный план выполнения запроса, наиболее
оптимальный при существующих в базе данных управляющих структурах.
Надежность
Понятие надежности системы имеет несколько смыслов - это и сохранность информации, независящая от
любых сбоев, и безотказность работы системы в любых условиях, и обеспечение защиты данных от
несанкционированного доступа.
Восстановление после сбоев. При возникновении программных или аппаратных сбоев целостность и
работоспособность всей системы могут быть нарушены. От того, как эффективно спланирован механизм
восстановления после сбоев, зависит жизнеспособность системы.
Резервное копирование. В результате аппаратного сбоя может быть частично поврежден или выведен из
строя носитель информации и тогда восстановление данных невозможно, если не было предусмотрено резервное
копирование базы данных, или ее части. Резервное копирование спасает и в ситуациях, когда происходит
логический сбой системы, например при ошибочном удалении таблиц. Существует множество механизмов
резервирования данных (хранение одной или более копий всей базы данных, хранение копии ее части,
копирование логической структуры и т.д.). Зачастую в систему закладывается возможность использования
нескольких таких механизмов.
Откат изменений. При выполнении транзакции применяется простое правило:- либо транзакция
выполняется полностью, либо не выполняется вообще. Это означает, что в случае сбоев, все результаты не
доведенных до конца транзакций должны быть аннулированы. Механизм отката может иметь различное
быстродействие и эффективность.
Многоуровневая система защиты. Информационные системы, особенно корпоративные ИС, почти
всегда включают в себя секретную или адресную информацию, поэтому для предотвращения
несанкционированного доступа используется служба идентификации пользователей. Уровень защиты может
быть различным. Кроме непосредственной идентификации пользователей при входе в систему может
использоваться также механизм шифрования данных при передаче по линиям связи.
Требования к рабочей среде СУБД

Поддерживаемые аппаратные платформы.

Минимальные требования к оборудованию.

Максимальный размер адресуемой памяти. Поскольку почти все современные системы используют свою
файловую систему, немаловажным фактором является то, какой максимальный объем физической памяти они
могут использовать.

Операционные системы, под управлением которых способна работать СУБД.
Смешанные критерии, характеризующие СУБД

Качество и полнота документации, соответствие этой документации всем требованиям международных
стандартов группы ISO и отечественным стандартам ЕСПД - Единой Системы Программной Документации, а
также требованиям сертификации программных средств (ПС). К сожалению, не все системы имеют полную и
подробную документацию, отвечающую указанным требованиям и требованиям лицензионного права.

Локализованность. Возможность использования национальных языков не во всех системах реализована
полностью.



Модель формирования стоимости. Как правило, производители СУБД используют определенные модели
формирования стоимости. Например, стоимость одного и того же продукта может существенно изменяться в
зависимости от того, сколько пользователей будет с ним работать.
Стабильность производителя.
Распространенность СУБД и другие критерии.
CASE-системы в проектировании баз данных. Стандарты ERWin
CASE обеспечивают быстрое и наглядное проектирование и перепроектирование БД, командную работу,
контроль версий (Embarcadero DBArtisan Change Manager), автоматическое документирование, синхронизацию
логической и физической схем, полную или частичную генерацию БД и внесение изменений в существующую
БД с сохранением данных, поддержка различных СУБД, проектирование хранилищ данных, проектирование и
генерация приложений (экранных форм)
Примеры: ERwin (Computer Associates), ER Studio (Embarcadero), Designer 2000 (Oracle) и т.д.
PLATINUM ERwin - мощное и простое в использовании средство конструирования баз данных,
завоевавшее широкое признание и популярность. Оно обеспечивает высочайшую продуктивность труда при
разработке и сопровождении приложений с использованием баз данных.
На протяжении всего процесса - от логического моделирования требований к информации и бизнесправил, которые определяют базу данных, до оптимизации физической модели в соответствии с заданными
характеристиками - ERwin позволяет наглядно отобразить структуру и основные элементы создаваемой БД.
ERwin - это не просто мощное средство проектирования, но и инструмент разработки, способный
автоматически создавать таблицы и генерировать тысячи строк текста хранимых процедур и триггеров для всех
популярных СУБД. Революционная технология Complete-Compare (Завершить-Сравнить) позволяет организовать
итеративную разработку, поддерживая постоянную согласованность модели и базы данных. Благодаря
интеграции с популярными средами разработки программ, ERwin позволяет ускорить создание приложений для
обработки данных.
ERwin может масштабироваться путем интеграции с продуктом PLATINUM ModelMart. Эта мощная
система управления моделями позволяет проектировщикам баз данных разработчикам приложений и
пользователям коллективно работать с информацией о моделях ERwin. Благодаря возможностям разбиения на
фрагменты, а также совместного и многократного использования моделей, может быть повышена эффективность
моделирования и обеспечено соблюдение корпоративных стандартов.
Администрация баз данных, организация и экономика услуг
Концепция централизованного управления БД исходит из того, что ответственность за данные
предприятия несет один специалист. Это администратор данных (АД). В связи с тем, что данные - одна из
главных ценностей предприятия, администратор должен разбираться в данных и понимать нужды предприятия
по отношению к данным на уровне управления высшего руководства предприятием. Таким образом, в
обязанности администратора данных входит: принимать решение, какие данные необходимо вносить в базу
данных в первую очередь, а также обеспечивать поддержание порядка при обслуживании данных и
использовании их после занесения в базу данных. Например, он должен указывать, кто, при каких условиях, над
какими данными и какие операции может выполнять. Другими словами, он должен обеспечивать безопасность
данных.
Технический специалист, ответственный за реализацию решений администратора данных, - это
администратор базы данных, или АБД. Администратор базы данных, в отличие от администратора данных,
должен быть профессиональным специалистом в области информационных технологий. Работа АБД заключается
в создании самих баз данных и техническом контроле, необходимом для осуществления решений
администратора данных. АБД также несет ответственность за обеспечение необходимого быстродействия
системы и ее технического обслуживания. Обычно у АБД есть штат из системных программистов и технических
ассистентов, однако для простоты удобно считать, что администратор базы данных - один человек.
Функции администратора базы данных (АБД)
1.
Определение концептуальной схемы.
Администратор данных определяет, какие именно данные необходимо сохранять в базе данных, то есть
определяет объекты, в которых заинтересовано предприятие, а также информацию, которую необходимо
записывать об этих объектах. Этот процесс обычно называют логическим (или концептуальным)
проектированием базы данных. После того как содержимое базы данных определено администратором данных
на абстрактном уровне, АБД создает соответствующую концептуальную схему с помощью концептуального
языка определения данных. Объектная (откомпилированная) форма этой схемы будет использоваться СУБД при
ответах на запросы, связанные с доступом. Исходная (не откомпилированная) форма будет играть роль
справочного документа для пользователей системы. (На практике редко все происходит точно по описанной
схеме. Иногда сам администратор данных создает концептуальную схему, а иногда АБД занимается логическим
проектированием.)
Определение внутренней схемы.
Администратор базы данных должен также решать, как данные должны быть представлены в хранимой
базе данных. Этот процесс обычно называют физическим проектированием базы данных. После завершения
физического проектирования АБД с помощью внутреннего языка определения данных должен создать
соответствующую структуру хранения (то есть описать внутреннюю схему). Кроме этого, он должен определить
соответствующее отображение между внутренней и концептуальной схемами. На практике концептуальный и
внутренний языки определения данных (особенно первый) могут включать в себя средства определения этого
отображения, но эти две функции (создание схемы и определение отображений) должны быть четко разделены.
Как и концептуальная схема, внутренняя схема и соответствующее отображение будут существовать в исходной
и объектной формах.
3. Взаимодействие с пользователями.
В обязанности АБД также входит взаимодействие с пользователями, обеспечение наличия необходимых
им данных и написание (или оказание помощи пользователю в написании) необходимых внешних схем с
помощью прикладного внешнего языка определения данных. (Как уже отмечалось, система может поддерживать
несколько различных языков определения данных.) Кроме этого, необходимо также определить отображение
между каждой внешней и концептуальной схемами. На практике внешний язык определения данных может
включать средства определения этого отображения, но опять же схема и отображение должны быть четко
разделены. Внешняя схема и соответствующее отображение будут существовать в исходной и объектной формах.
4.
Определение правил безопасности и целостности.
Как уже отмечалось, правила безопасности и целостности рассматриваются как часть концептуальной
схемы. Концептуальный язык определения данных должен включать в себя средства определения этих правил.
5.
Определение процедур резервного копирования и восстановления.
После того как предприятие доверило свои данные системе баз данных, оно стало критически зависимым
от успешного функционирования системы. В случае повреждения какой-либо части базы данных вследствие
ошибки человека, отказа оборудования или сбоя вспомогательной операционной системы очень важно иметь
возможность восстановить данные с минимальной задержкой и с наименьшим воздействием на остальную часть
системы. В идеале данные, которые не были повреждены, совсем не должны затрагиваться. Администратор базы
данных должен определить и реализовать подходящую схему восстановления, использующую, например,
периодическую выгрузку (или "дампинг") базы данных на устройство резервного копирования и процедуры, при
необходимости загружающие базу данных с последнего дампа.
Следует отметить, что в предыдущих рассуждениях кроется еще одно преимущество хранения
совокупности данных не в одном месте, а распределение их в нескольких базах данных. Отдельные базы данных
могут составлять очень хорошие блоки для дампа или выгрузки. Однако для простоты рассуждений будем попрежнему подразумевать, что мы имеем дело с одной базой данных.
6.
Управление производительностью и реагирование на изменяющиеся требования.
Как уже отмечалось выше, АБД отвечает за такую организацию системы, при которой можно получить
наибольшую для всего предприятия производительность, а также за перенастройку системы в соответствии с
изменяющимися требованиями. Например, может возникнуть необходимость в поэтапной реорганизации
хранимой базы данных, чтобы быть уверенным, что уровень производительности остается приемлемым. Как уже
упоминалось, любые изменения на уровне физической памяти системы (внутреннем уровне) должны
сопровождаться соответствующими изменениями определений отображения из концептуального уровня, поэтому
концептуальная схема может оставаться неизменной.
2.
SQL - стандартный язык запросов в базах данных
Разработанный в 1970 г. в компании IBM язык SQL (Structured Query Language - Структурированный
Язык Запросов) стал стандартным языком, используемым для связи с такими системами управления
реляционными базами данных, как Oracle, INGRES, Informix, Sybase, SQLbase, Microsoft SQL Server, DB2 (СУБД
самой IBM), продуктами SQL/ЕЮ, Paradox, Access, Approach и многими другими. Кроме того, для продуктов
dBASE и Interbase, снабженных собственными интерфейсами, уже разработан (или разрабатывается) интерфейс
типа SQL для связи с базами данных. На сегодняшний день уже более 140 продуктов имеют в своем составе SQLинтерфейс. Можно с уверенностью сказать, что если вы собираетесь в ближайшем будущем использовать
реляционные базы данных, то вам придется работать с SQL.
В техническом смысле SQL является "подъязыком данных", который предназначен только для
использования в качестве языка взаимодействия с базой данных. Сам по себе SQL не содержит тех средств,
которые необходимы для разработки законченных программ, и может использоваться в виде одной из трех
прикладных реализаций:
1.
Интерактивный или автономный SQL дает возможность пользователям непосредственно извлекать
информацию из базы данных или записывать ее в базу. Например, пользователь может запросить из БД
список бухгалтерских операций за текущий месяц. Информация может быть выдана на экран,
переадресована в файл или на принтер.
Статический SQL - фиксированный (исполняемый), записанный заранее, а не генерируемый во время
выполнения программы код SQL, который обычно используется в приложениях. Существуют две версии
статического SQL. Встроенный SQL - это код SQL, включенный в код исходного текста программы,
написанной на другом языке. Большинство приложений написано на таких языках, как С или COBOL,
однако, когда необходимо обратиться к базе данных, для этого используется SQL. Другое использование
статического SQL - модульный язык. В этом случае модули SQL скомпонованы с модулями кода других
языков. Такой подход был принят в раннем стандарте 86, а встроенный SQL не являлся официальной частью
этого стандарта, хотя и был приведен в приложении к нему. Встроенный SQL пользуется гораздо большей
популярностью среди разработчиков, тем не менее, стандарт 92 поддерживает обе версии статического SQL.
3.
Динамический SQL - код SQL, сгенерированный приложением во время исполнения. Он заменяет
статический SQL в тех случаях, когда необходимый код SQL еще не может быть определен во время
написания приложения, так как сам код зависит от того, какой выбор сделает пользователь (во время
реализации приложения). Операторы динамического SQL часто генерируются такими средствами
разработки, как, например, графические языки запросов (реализующие запросы пользователя).
Следует отметить, что SQL отличается от языков программирования высокого уровня несколькими
признаками. Во-первых, он относится к непроцедурным языкам. На языке типа COBOL или С можно записать
для компьютера шаг за шагом все инструкции, необходимые для исполнения задания. В отличие от приведенного
примера SQL просто декларирует, что нужно делать, а исполнение возлагает на СУБД. Такой подход лежит в
русле философии реляционных баз данных. СУБД в данном случае рассматривается как "черный ящик" что
делается внутри него - пользователя не касается. Его интересует только получение правильного ответа из базы
данных и внесение в нее необходимых изменений. Ограничивая пользователя в вопросах исполнения операторов,
SQL позволяет упростить сами операции и обеспечивает гибкость при реализации ба: данных.
Другим важным преимуществом SQL является трехзначная логика (3VL). В большинстве языков
используются булевы выражения, которые могут принимать только два значения: TRUE (истина) и FALSE
(ложь). Язык SQL позволяет записывать в базу данных значение NULL (неопределенное значение). NULL
является маркером, используемым для заполнения пространства в столбце, где по какой-нибудь причине
отсутствуют данные. Когда значение NULL используется при сравнении, булево значение результата сравнения
будет ни TRUE и ни FALSE, а UNKNOWN. Это представляет достаточно спорный аспект языка SQL.
Традиционно операторы SQL были разбиты на категории в соответствии с их функциями. Эти категории
являются полезным концептуальным инструментом, и в некоторых случаях они могут играть важную роль с
практической точки зрения. В стандарте SQL 92 определено несколько специализированных категорий, а в
основном три из них известны и традиционно используются при обсуждении вопросов, связанных с базами
данных. Ниже приведены эти три категории:

Язык определения данных (Data Definition Language или DDL) включает в себя все операторы,
используемые для определения схем и объектов внутри схем. Наиболее важные операторы DDL
применяются для создания различных объектов, например, операторы CREATE SCHEMA, CREATE TABLE,
CREATE VIEW, CREATE ASSERTION и CREATE DOMAIN.

Язык манипулирования данными (Data Manipulation Language или DML) включает все операторы, которые
используются для записи (хранения), изменения и поиска данных в таблицах. Основные операторы этого
языка: SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE. Оператор SELECT применяется для формирования запросов,
и, возможно, является наиболее сложным из одиночных операторов SQL. Остальные операторы
используются для манипулирования данными в рамках таблиц.

Операторы управления данными (Data Control Statements). Эта группа содержит операторы, которые
используются для того, чтобы определить, что могут и чего не могут делать пользователи с объектами базы
данных. (Часто, и в том числе в стандарте SQL 92, они рассматриваются как часть DDL.) Основными
операторами этой категории являются GRANT и REVOKE.
2.
Настольные информационные системы и технологии.
Технологии Microsoft Office, общая характеристика и возможности
Впервые появилась в 1983г. Последняя версия XP (10я, eXPerience) состоит из Word, Excel, Access,
Outlook, PowerPoint, FrontPage (быстрое создание web-страниц). В последующих скорее всего добавиться Visio
(средство построения диаграмм, карт и т.п.). Также содержит массу вспомогательных средств (Binder объединение документов Office, Photo Editor, Spellchecker, WordArt, Organization Chart, MSQuery).
Вместе с ОС Windows постоянно задает новые стандарты для пользовательского интерфейса (переход от
ламерски-объемных кнопок Office v6 через элегантно-объемные Office 95 (v7) к плоским в Office 97 (v8), 2000
(v9), XP (v10)).
Внутренний язык программирования - Visual Basic (for Applications). Для программистов весь пакет
описан в терминах COM-объектов, что позволяет выполнять соответствующие задачи без участия пользователя
(например, генерация на сервере Excel-файла с интересующими клиента данными и отправка этого файла как
ответа по протоколу HTTP. Клиенту будет казаться, что данный файл давно существовал на сервере, а не был
создан в момент обращения).
Содержит массу конвертеров, обеспечивающих импорт/экспорт в "неродные" форматы, работу с HTML и
XML. Есть версии под Macintosh.
Технологии Microsoft Office: Access, характеристика и возможности
СУБД для "домашнего пользования". Есть понятие таблиц, запросов, экранных форм, отчетов,
макрокоманд (как последовательности действий в терминах пользователей) и программных модулей (как средств
"продвинутого" программирования и программирования бизнес-логики форм/отчетов).
Применением этой СУБД обеспечивается:

поддержка стандарта SQL 92, начиная с Office 97 (SQL Server обзавелся инструкцией JOIN только в версии
2000, а Oracle не имеет до сих пор) - это достоинство системы;

нет триггеров, что, скорее всего, относится к упрощенческим изъянам системы;

помимо каскадного удаления поддерживается каскадное обновление связанных таблиц (отсутствует в
Oracle 8), соответственно, RESTRICT/IGNORE присутствуют;

хранение всей информации в едином файле обеспечивает удобство переносимости (плюс!);

хранение всей информации в едином файле (mdb) увеличивает масштабы возможных потерь при
повреждении бинарной структуры базы - в Access 97 часто встречалась ситуация повреждения исходного
кода программ и экранных форм, что приводило к невозможности их запуска, причем этот факт не
выявляется при стандартных операциях проверки/сжатия БД (минус!);

низкая степень поддержки многопользовательской работы (такая возможность есть, но не рекомендуется
самой корпорацией-разработчиком для интенсивной одновременной работы более 4-х пользователей);

невысокая степень защиты - присутствует возможность задания пользователей и групп, но раздача грантов
(прав) осуществляется только применительно к объектам Access (чтение/запись/модификация структуры
таблиц, чтение описания/запуск форм и отчетов и т.д.), без возможности регулирования доступа к отдельным
столбцам и/или записям таблиц данных;

имена и пароли пользователей, их членство в группах описывается в отдельном файле (mdw), что, с одной
стороны, позволяет использовать один и тот же список пользователей при работе с различными БД (плюс!),
но, с другой стороны, порождает дополнительные сложности при переносе БД между компьютерами, т.к.
необходимо перенести и репозитарий пользователей тоже (минус!);

избыточность при хранении данных: при импорте dbf-таблицы размером 200Мб результирующий mdbфайл занял порядка 700Мб.
Технологии Microsoft Office: PowerPoint, характеристика и возможности
Средство для построения презентаций (набора слайдов, повествующих о какой-либо продукции или
каком-либо явлении).
Применением обеспечивается:

поддерживается несколько последовательностей (сценариев) показа одних и тех же слайдов,
разнообразные эффекты смены самих слайдов и их отдельных элементов;

возможность автоматического и ручного управления ходом презентации;

поддержка вывода на несколько мониторов (LCD-проекторов и др.) в режиме основной/подчиненный (на
основном экране отображается презентация, на подчиненном - заметки докладчика и элементы управления);

возможность добавления звукового сопровождения;

поддержка шаблонов;

возможность упаковки презентаций (создания исполняемых программ, автоматически устанавливающих
программу просмотра и запускающую презентацию на другом компьютере).
Технологии Microsoft Office: Outlook, характеристика и возможности
Применением органайзера (Organizer) обеспечивается:

работа с электронной почтой (E-Mail) - отправка и прием, отслеживание состояния (tracking);

календарь (Calendar) - планирование событий, напоминание перед началом. Организация совещаний,
встреч;

записная книжка (Contacts) - хранение информации о людях и организациях - имена, телефоны, адреса,
даты и прочее;

список задач (Task List) - возможность назначения и контроля хода выполнения любых операций;

журнал действий (Journal) - протоколирование содержания и длительности, выполняемых за компьютером
(и не только) действий для целей последующего учета и анализа использования рабочего времени;

памятки, так называемые "липкие листочки" (Sticky Notes).
Возможна работа, как в персональном, так и корпоративном режимах (MS Exchange). В последнем
случае информация хранится централизованно, что позволяет синхронизировать расписания нескольких
сотрудников, обеспечивать централизованное управление доступностью, конфиденциальностью, целостностью,
не отказом от обязательств, аутентификацией, авторизацией, аудитом.
Технологии Microsoft Office: Excel, характеристика и возможности
Электронные таблицы. Первый и самый главный инструмент экономиста-системотехника, хороши для
оповещения о расписаниях учебных занятий, фиксации планов и отчетов учебных нагрузок и состава учебных
дисциплин и т.п.
Электронные таблицы обеспечивают:

"многопроцессорные" вычисления;

возможности построения графиков и диаграмм, итоговых и сводных таблиц;

математические действия (суммы и произведения, ряды, массивы, матрицы);

финансовый анализ (NPV, IRR, ставки и проценты);

статистические выкладки (средние, дисперсии, корреляция);

прогнозирование (тренды, аппроксимация);

поиск (решения);

средства построения решающих сред и демонстрационно-обучающих комплексов (ДОК);

взаимодействие с данными из различных источников (другие таблицы, БД).
Технологии Microsoft Office: Word, характеристика и возможности
Универсальный текстовый процессор, использованием которого обеспечивается.

редактирование и форматирование текста, резюме, конвертов и любых других бумажных документов;

графика, списки и таблицы;

управление структурой (заголовки, название);

автоматизация (сборка оглавлений и указателей, вставка номеров страниц, вычисляемые поля);

автотекст;

коллективная работа на документами (как и во всем офисе);

шаблоны;

слияние - объединение БД и шаблона письма для печати приглашений, поздравлений;

буквицы, разнообразные эффекты.
Информационная безопасность баз данных и технологий работы с данными. Типы угроз, механизмы и
принципы обеспечения информационной безопасности
Угроза (Threat) - возможность выполнения действий, потенциально опасных для охраняемых ценностей.
Атака (Attack) - реализация угрозы с использованием уязвимости (или уязвимостей) системы.
Защита (Safeguard) - противодействие угрозам с использованием определенной стратегии, технологий и
процедур.
Уязвимость (Vulnerability) - слабость защиты, которая может привести к реализации угрозы посредством атаки.
Безопасность и удобство системы - противоположные понятия. Усиливая одно, ослабляем другое, в
конечном счете прибегая к поиску компромисса.
Типы угроз (по Microsoft): подмена идентификатора пользователя (прохождения аутентификации от имени
другого лица), нарушение целостности, отказ от обязательств, нарушение конфиденциальности, нарушение
доступности, повышение привилегий (действие от имени доверенной части системы).
Атаки можно классифицировать по субъекту (хакер, властные структуры, свой сотрудник и т.п.), по объекту
(канал связи, ЭВМ, СУБД…), по цели (нарушение конфиденциальности, целостности, доступности,
фальсификация), по положению нарушителя (изнутри, извне), по принципу воздействия (скрытая, открытая)…
Механизмы зависят от уровня защиты и класса атаки и могут быть: асимметричные криптографические
(хеширование и ЭЦП), симметричные криптографические, аутентификационные (имя/пароль, смарт-карты,
токены,
биометрия),
авторизационные
(дискреционная
и
мандатная
политики
безопасности),
маршрутизационные (изменение маршрута сообщения в обход опасных участков), механизмы избыточности
(контрольные суммы), кодирование, timestamp, билеты (ticket) безопасности, сейфы…
Функции: обеспечение доступности, конфиденциальности, целостности и не отказа от обязательств.
Уровни (классы мер) защиты: правовая защита, административная (организационная), аппаратно-программная,
физическая, криптографическая.
Принципы защиты: непрерывность во времени, непрерывность в пространстве, равная прочность
защиты по всему периметру (атаковано будет самое слабое звено), эффективность (экономич.), законность,
адекватность угрозам, защита самой системы защиты. Но самое главное: стоимость защиты не должна быть
выше стоимости защищаемой информации.
Администрирование в системах обеспечения информационной безопасности
Администратор следит за работоспособностью и результатами деятельности системы безопасности.
Хороший администратор - тот, которого никто не видел, но тем не менее вся система работает. Состав его
действий зависит от применяемой системы и включает: управление пользователями и аутентификацией;
управление правилами и составом процедур авторизации и управления доступом; управление аудитом и анализ
протоколов аудита; управление криптографическими службами и ключами; мониторинг производительности
системы, выявление и ликвидация узких мест (управление доступностью); составление, назначение, мониторинг
и поддержка актуальности политики безопасности.
Информационная безопасность в компьютерных сетях, особенности обеспечения
В сетях информация передается по каналам связи, которые в принципе нельзя защитить. То есть
защищать нужно информацию. Так как каналы связи фактически неподконтрольны с точки зрения защиты
информации, то остается всего один уровень защиты - криптографический. Конфиденциальность обеспечивается
шифрованием, целостность - хешированием.
Угроза компьютерных вирусов, их предупреждение и ликвидация. Периметр безопасности ИС и его
сопровождение в полном жизненном цикле ИС
В общем случае вирус это код, выполняющий вредоносные или деструктивные действия без прямой
санкции пользователя. Но любому вирусу нужен соучастник внутри контура безопасности. Обычно это сам
пользователь, далее идут ошибки администраторов, а потом уже ошибки программ.
Защита должны быть комплексной, постоянной и настойчивой. Достаточно долей секунды для
проникновения вируса внутрь периметра безопасности и закрепления там, после чего любая защита бессильна.
Должны проверяться все входящие (и исходящие) в (из) контур безопасности информационные потоки, плюс
периодическое сплошное сканирование всей хранимой информации, плюс системы мониторинга подозрительных
действий. Но это все должен делать грамотный администратор, а не случайный пользователь. Поэтому на стадии
рабочего проектирования всех без исключения информационных систем должен быть четко выделен и описан
периметр безопасности, а инструкции всем видам пользователей и администраторов ИС должны содержать
соответствующие разделы обязательных действий и ограничений по диагностике, обслуживанию и профилактике
периметра безопасности в полном жизненном цикле ИС от создания до ликвидации системы.
К сожалению, несмотря на четкое соблюдение приведенных выше правил, полностью защититься от
вирусных атак нельзя. Можно защититься только от известных вирусов; никакие "эвристические" технологии не
могут являться надежными, т.к. не всегда понятно, что является вирусом, а что утилитой администрирования
("Magic Lantern" - "Волшебный фонарь" от ФБР). Развитие происходит по спирали, и сегодня вирус можно
написать в блокноте. Благодаря модульности и объектно-ориентированности современных программ
деструктивный эффект достигается несложным объединением легитимных компонент (скрипт-вирусы) - viva
Microsoft & COM technology)
Содержание
Понятие: Информатика. ....................................................................................................................................... 3
Понятие: Информация. ......................................................................................................................................... 3
Понятие: Информационная система. .................................................................................................................. 3
Понятие: Данные. .................................................................................................................................................. 3
Понятие: База данных. .......................................................................................................................................... 3
Понятие: База знаний. ........................................................................................................................................... 3
Понятие: Банк данных. ......................................................................................................................................... 3
Понятие: Безопасность данных. .......................................................................................................................... 3
Понятие: Компьютерная разработка программного обеспечения. ................................................................... 3
Понятие: Обучающая система. ............................................................................................................................ 3
Базы данных и информационные системы ......................................................................................................... 3
Моделирование отношений сущность/связь ...................................................................................................... 3
К применению систем баз данных ...................................................................................................................... 3
Запросы к базам данных и их изменение ............................................................................................................ 3
Жизненный цикл банка данных ........................................................................................................................... 3
Техническое задание ............................................................................................................................................. 3
Эскизное проектирование .................................................................................................................................... 3
Техническое проектирование .............................................................................................................................. 3
Внедрение .............................................................................................................................................................. 3
Промышленная эксплуатация и сопровождение................................................................................................ 3
Даталактическое проектирование реляционных баз данных, СУБД ............................................................... 3
СУБД ...................................................................................................................................................................... 3
Состав СУБД ......................................................................................................................................................... 3
Классификация СУБД .......................................................................................................................................... 3
Функции СУБД ..................................................................................................................................................... 3
Архитектура СУБД ............................................................................................................................................... 3
Схема БД ................................................................................................................................................................ 3
Подсхемы БД ......................................................................................................................................................... 3
Взаимодействие прикладных программ с СУБД ............................................................................................... 3
Реструктуризация и реорганизация БД ............................................................................................................... 3
Реляционная схема БД, стандарт SQL ................................................................................................................ 3
Развивающая информация (информационное окружение) к вопросу о даталактическом проектировании реляционных баз
данных, СУБД ....................................................................................................................................................... 3
Представление данных. Типы данных. Агрегаты данных ................................................................................ 3
Базы данных: основные понятия, цели и средства создания ............................................................................ 3
Базы данных: основные понятия, цели и средства создания БД ...................................................................... 3
SQL - стандартный язык запросов в базах данных - БД .................................................................................... 3
СУБД: состав, функции, архитектура, примеры. Критерии выбора СУБД - БД............................................. 3
Критерии выбора СУБД ....................................................................................................................................... 3
Моделирование данных ........................................................................................................................................ 3
Особенности архитектуры и функциональные возможности ........................................................................... 3
Контроль работы информационной системы, обслуживающей БД (БЗ) ......................................................... 3
Особенности разработки приложений ................................................................................................................ 3
Производительность СУБД .................................................................................................................................. 3
Надежность ............................................................................................................................................................ 3
Требования к рабочей среде СУБД ..................................................................................................................... 3
Смешанные критерии, характеризующие СУБД ............................................................................................... 3
CASE-системы в проектировании баз данных. Стандарты ERWin .................................................................. 3
Администрация баз данных, организация и экономика услуг .......................................................................... 3
Функции администратора базы данных (АБД) .................................................................................................. 3
SQL - стандартный язык запросов в базах данных ............................................................................................ 3
Настольные информационные системы и технологии. Технологии Microsoft Office, общая характеристика и возможности 3
Технологии Microsoft Office: Access, характеристика и возможности ............................................................ 3
Технологии Microsoft Office: PowerPoint, характеристика и возможности ..................................................... 3
Технологии Microsoft Office: Outlook, характеристика и возможности .......................................................... 3
Технологии Microsoft Office: Excel, характеристика и возможности .............................................................. 3
Технологии Microsoft Office: Word, характеристика и возможности .............................................................. 3
Информационная безопасность баз данных и технологий работы с данными. Типы угроз, механизмы и принципы
обеспечения информационной безопасности ..................................................................................................... 3
Администрирование в системах обеспечения информационной безопасности ............................................. 3
Информационная безопасность в компьютерных сетях, особенности обеспечения ...................................... 3
Угроза компьютерных вирусов, их предупреждение и ликвидация. Периметр безопасности ИС и его сопровождение в
полном жизненном цикле ИС .............................................................................................................................. 3
Приложение 1 ........................................................................................................................................................ 3
Приложение 1
МИНИМУМ СОДЕРЖАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
по дисциплине СД.07 "Проектирование информационных систем" блока СД.00. "Специальные
дисциплины" государственного образовательного стандарта по направлению 654700 - "Информационные
системы"
"Проектирование информационных систем"
Общая характеристика процесса проектирования ИС; структура информационно-логической модели,
разработка функциональной модели; исходные данные для проектирования; разработка модели и защиты
данных; разработка пользовательского интерфейса; разработка проекта распределенной обработки данных.
Структура программных модулей; разработка алгоритмов; логический анализ структур ИС; анализ и оценка
производительности ИС; управление проектом ИС; проектная документация; инструментальные средства
проектирования ИС; типизация проектных решений; графические средства представления проектных решений;
эксплуатация ИС.
Примечание: двухсеместровая дисциплина на старших курсах завершается курсовым проектом,
переходящим затем в дипломное проектирование, причем в первом семестре дисциплины на основании анализа
данных избранной предметной области разрабатывается ТЗ на проектирование ИС, а во втором, заключительном
семестре осуществляются рабочее проектирование, апробация и внедрение ИС.
МИНИМУМ СОДЕРЖАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
по дисциплине ОПД.Ф,06 "Управление данными" блока ОПД.00. "Общепрофессиональные дисциплины"
государственного образовательного стандарта по направлению 654700 - "Информационные системы"
"Управление данными"
Основные понятия банков данных и знаний; информация и данные; предметная область банка данных;
роль и место банков данных в информационных системах; пользователи банков данных; преимущества
централизованного управления данными; база данных как информационная модель предметной области; система
управления базой данных (СУБД); администратор базы данных; архитектура баз данных; инфологическое
проектирование базы данных; выбор модели данных; иерархическая, сетевая и реляционная модели данных, их
типы структур, основные операции и ограничения; представления структур в памяти ЭВМ; современные
тенденции построения файловых систем; обзор промышленных СУБД; тенденции развития банков данных.
Прим.: дисциплина завершается курсовой работой, связанной с созданием управляемой БД по избранной
для дипломного проекта предметной области. Курсовая работа выполняется в строгом соответствии с
разрабатываемым на начальном этапе проектирования ТЗ.
Содержание
Понятие: Информатика. ....................................................................................................................... 3
Понятие: Информация. ......................................................................................................................... 3
Понятие: Информационная система. .................................................................................................. 3
Понятие: Данные. ................................................................................................................................. 3
Понятие: База данных........................................................................................................................... 3
Понятие: База знаний. .......................................................................................................................... 3
Понятие: Банк данных. ......................................................................................................................... 3
Понятие: Безопасность данных. .......................................................................................................... 3
Понятие: Компьютерная разработка программного обеспечения. .................................................. 3
Понятие: Обучающая система. ............................................................................................................ 3
Базы данных и информационные системы......................................................................................... 3
Моделирование отношений сущность/связь ...................................................................................... 3
К применению систем баз данных ...................................................................................................... 3
Запросы к базам данных и их изменение ........................................................................................... 3
Жизненный цикл банка данных .......................................................................................................... 3
Техническое задание ............................................................................................................................ 3
Эскизное проектирование .................................................................................................................... 3
Техническое проектирование .............................................................................................................. 3
Внедрение .............................................................................................................................................. 3
Промышленная эксплуатация и сопровождение ............................................................................... 3
Даталактическое проектирование реляционных баз данных, СУБД ............................................... 3
СУБД ...................................................................................................................................................... 3
Состав СУБД ......................................................................................................................................... 3
Классификация СУБД .......................................................................................................................... 3
Функции СУБД ..................................................................................................................................... 3
Архитектура СУБД ............................................................................................................................... 3
Схема БД................................................................................................................................................ 3
Подсхемы БД......................................................................................................................................... 3
Взаимодействие прикладных программ с СУБД ............................................................................... 3
Реструктуризация и реорганизация БД............................................................................................... 3
Реляционная схема БД, стандарт SQL ................................................................................................ 3
Развивающая информация (информационное окружение) к вопросу о даталактическом проектировании
реляционных баз данных, СУБД ......................................................................................................... 3
Представление данных. Типы данных. Агрегаты данных ................................................................ 3
Базы данных: основные понятия, цели и средства создания ............................................................ 3
Базы данных: основные понятия, цели и средства создания БД ...................................................... 3
SQL - стандартный язык запросов в базах данных - БД ................................................................... 3
СУБД: состав, функции, архитектура, примеры. Критерии выбора СУБД - БД ............................ 3
Критерии выбора СУБД ....................................................................................................................... 3
Моделирование данных ....................................................................................................................... 3
Особенности архитектуры и функциональные возможности .......................................................... 3
Контроль работы информационной системы, обслуживающей БД (БЗ) ........................................ 3
Особенности разработки приложений ................................................................................................ 3
Производительность СУБД ................................................................................................................. 3
Надежность............................................................................................................................................ 3
Требования к рабочей среде СУБД ..................................................................................................... 3
Смешанные критерии, характеризующие СУБД ............................................................................... 3
CASE-системы в проектировании баз данных. Стандарты ERWin ................................................. 3
Администрация баз данных, организация и экономика услуг ......................................................... 3
Функции администратора базы данных (АБД) .................................................................................. 3
SQL - стандартный язык запросов в базах данных ............................................................................ 3
Настольные информационные системы и технологии. Технологии Microsoft Office, общая характеристика и
возможности .......................................................................................................................................... 3
Технологии Microsoft Office: Access, характеристика и возможности ............................................ 3
Технологии Microsoft Office: PowerPoint, характеристика и возможности .................................... 3
Технологии Microsoft Office: Outlook, характеристика и возможности .......................................... 3
Технологии Microsoft Office: Excel, характеристика и возможности .............................................. 3
Технологии Microsoft Office: Word, характеристика и возможности .............................................. 3
Информационная безопасность баз данных и технологий работы с данными. Типы угроз, механизмы и принципы
обеспечения информационной безопасности .................................................................................... 3
Администрирование в системах обеспечения информационной безопасности ............................. 3
Информационная безопасность в компьютерных сетях, особенности обеспечения ..................... 3
Угроза компьютерных вирусов, их предупреждение и ликвидация. Периметр безопасности ИС и его
сопровождение в полном жизненном цикле ИС ................................................................................ 3
Приложение 1 ........................................................................................................................................ 3