 |
Иерархическая модель БД
|
|
|
|
Основные идеи соврем-ых технологий ИТБД
1.)Привлеч-е конечных польз-ей-управленцев-к процессам ре-я задачи,разарботке ПО, сопровождению;
2.)Отход от принципа ор-ции и проектир-я программных продуктов на основе формальной модели.
3.)Новый подход к программ-ию
4.)Интерфейс пользователя-на естественном языке(или на ограниченном)
5.)Стили общения-таблица,анкета,метод «приказ-инструкция»
Электронно-файловые системы
Программа=логическая струкутра+методы доступа+логика конкретногоприложения
С принением СУБД
Программа=логика конкретного приложения, написанного на языке программных средств
Основные идеи новой информ-ой технологии воплощаются в след.направл-ях:
1.Разработка автомтизированных банков данных(АБД), где основным элементом, т.е.хранилищем для коллективного пользователя явл-ся БД
2.Разработка распределенных АБД,т.е система коллективного пользователя, где всемирные знания распол-ся в виде распределенных БД
3.Разработка АБ знаний, систем искусственного интеллекта(ИИ)
4.Разработка распределенных систем коллективного пользователя:АБД и БЗ
АБД -человеко-машинная система математического, информационного,программного,языкового,технического обеспечения,предназн-ая для централиз-го накопления и коллективного многоаспектного польз-я.
АБД состоит из: 1.вычислительной системыàОС+технич-ие ср-ва
2.базы данных
3.словаря данных
4.СУБДàтехнический персонал
5.Группы администрирования БД
Глобальная функция АБД – обеспечение структур данных и взаимосвязей между ними, эффективных для обслуживания всего коллектива пользователей.
Функции АБД:
1.Организовывать данные, связи межд ними;
|
|
|
2.Координировать все действия по проектировани, реализации и ведению БД; обновлять БД, учитывать требования польз-ей;
3.Расширять БД
4.Обеспечивать защиту ин-ции от несанкционированного доступа, сбоев;
5.Контролировать правильность данных, чтобы не было противоречивых данных;
6. Следить, чтобы обработка запросов занимала мало времени;
7.Изменять если надо методы хранения, путь доступа к ним
8.Заниматься технически обеспечением;
9.Разрабатывать дополнительные программы для более удобной работы.
Информационное обеспечение -средства описания данных:классификаторы,рубрикаторы,словари кодировки/ раскодировки,сетевая модель,входные-выходные документы,массивы ин-ции и т.д.
ПО =ОС+СУБД+конкретные программные приложения
База данных- модель предметной области в виде семантически взаимосвязанной совокупности файлов,которые предназначены для использ-я любыми потребителями.
БД (ДЕЙТ)- совокупность операционных данных,используемых прикладными системами некоторого предприятия.
Принципы ор-ции БД:
1.независимость данных (при изменении в описаниях данных не требуется обязат-го измен-я программ, в кот.исп-ся эти данные) 2.внутренняя интеграция данных (каждое данное,хранимое в АБД длжно описываться только один раз,вне зависим-ти от того, у скольких абонентов оно имеется) 3.информативность данных (в АБД должен храниться только многократно используемый минимум базовых данных,необходимый и достаточный для расчета широкого спектра производных данных)
4.удобство доступа к данным (разработка системы,позволяющая пользователю обращаться к АБД с запросом на формализованном естственом языке и быстро получать запрашиваемые данные) 5.поддержание базы в целостном состоянии (целостность дсотигается за счет средств, которые предусматривают проверку соот-я зн-ий данных некоторым опр-ым критериям, например диапазон или связь данных) 6.достоверность дан,руководителей одразд-ий)ных (обновление и актуализация данных) 7. безопасность и секретность данных (создание ср-в, огрнич-их доступ к данным и исключающих их порчу в памяти ЭВМ) 8.незамкнутость АБД (АБД созд-ся как незамкнутая система по отнош-ю к широкому классу синтаксических и семантических корректировок данных и их отношенияй) 9.обеспечение взаимодействия различных пользователей (создание системы коллект-го пользователя) 10.перемещение данных( на носители) 11.выбор рациональной системы кодирования и формализ-го описания данных. 12.Структуризация данных ( все документы подвер-ся разбиению на отдельные эл-ты данных с ор-ей логической записи сложной структуры)
|
|
|
Архитектура и уровни представления данных
Верхний уровень – пользователи, потребности которых должна удовлетворять БД.Эта группа неоднородна.Для каждой группы суще-ет язык общения и рабочая область. Для пользователей язык близок естественному, рабочая область-рабочая память.Для программиста – языки программирования, рабочая область-область ввода-вывода.Каждый пользователь пред-ет свои потребности в виде такназыв-ой внешней модели,кот.сост из совокуп-ти разл-ых экземпляров разл. Типов внешней записи.Модель опред-ся внешней схемой.
Концептуальный уровень, в основе концепт.модель, кот.представляет полное информац-ое содержание БД, точное общее содержание БД.
ВИДЫ ОТОБРАЖЕНИЯ
1.Внешний концептуальный(опред-ет соответсвие между внешней и концептуальной моделями
2.Концептуальный внутренний. Совокупность разл. Типов внутренних записей сост. Внутреннюю модель, кот.нах-ся на третьем уровне ор-ции БД.Этот уровень опре-ет 3 варианта структур БД.
СУБД
-программный продукт, кот.организует систему хранения,обеспечивает ср-ва общения с БД(запись, систематизация,упорядочивание,обновление,выборка и т.д.) Любая СУБД состоит из: 1.)системы управления данными, кот.включает такие ф-ции, как (подготовка данных,запомин-ие данных в базе,структуризация данных, добавление данных, стирание данных,измен-ие данных,реорг-ция данных,восстан-ие данных,целостность структур данных); 2)системы доступа к данным – это поисковая система, кот.реализует поиск данных по поисковым признакам-первичным ключам в виде таких операций,как: поиск,селекция по дополнительным признакам,представл-е данных польз-лю в форме,удобной для дальнейшей обработки.3.) системы связи с польз-ем предст.собой: таблицы, анкеты,приказ-инструкция(все это на фомализованном естественном языке.
|
|
|
ФУНКЦИИ СУБД
1.)Справочная – процесс поиска и извлечения данных из базы(но и осущ-ся и промежуточная обработка, а отобранные данные формир-ся в виде отчетов и других форм)
2.) Создание БД -идет не на основе алгоритмов, а на основе смысла, т.е.семантического содержания
3.) Обновление БД – корректировка всей записи, части запии, отдельных логических полей, стирание и т.п.
4.) Хранение БД – основано на принципах итеграции данных, которые говорят о том, что каждая единица ин-ции описывается 1 раз, но многократно испол-ся разл. пользователями.
5.) Восстановление БД реализуется в виде создания паролей
6.) Обеспечение секретности,безопасности, целостности данных в виде паролей
7.) Поддержание транзакций. Транзакция – набор действий, кот. Выполн-ся отдельными пользователями или прикладной программой с целью доступа или изменения структуры БД.
8.)Управление параллельностью – в СУБД имеется пакет программных ср-в, кот. Обеспечивают обновление БД при параллельной операции.
Реализация с помощью ЯЗЫКОВ СУБД
1.Язык описания данных – это описание логической структуры – полей,записей,связей между ними по правилам СУБД
2.Язык манипулирования данными – обеспечивает непосредственный доступ к данным; с помощью операторов языка можно разработать любую программу; можно открыть и закрыть базу, запомнить, найти и выдать ответ
3. Язык пользователя – этолюбой алгоритический язык высокого уровня;
4. Внутренний язык – предназначен для конкретной обработки извлекаемых из БД в соответствии с информационными потребностями пользователя.
Классификация СУБД
1.По моделям (СУБД сетевой модели,СУБД с иерархической структурой,реляционные,объектно-ориентированные,многомерные,объектно-реляционные
|
|
|
2.По языку программирования (поддерживающие собственный язык и классические, алгоритмические языки; только собственный язык; только алгоритмические языки)
3.По охвату функций (СУБД, направленные на поиск, редактирование данных; СУБД, охватывающие все функции)
4. По специализации (СУБД специального назначения для определенной отрасли;СУБД общего назначения)
5.По режиму работы ( СУБД допускающие работу с параллельными пользователями; СУБД допускающие распределенные)
6.По формату представляемой входной и выходной ин-ции (текстовые, табличные,универсальные)
Недостатки СУБД
1.Сложность проектирования
2.Стойкость
Преимущества СУБД
1.Контроль за избыточностью данных
2.Хранит больше полезной ин-ции, чем другие систем
3.Совместные использования данных
4.Поддерживает связи между таблицами
5.Непротиворечивость данных
6.Совместные ср-ва защиты данных
Методика выбора СУБД:
1.Формулирование требований программных ср-в для решения комплекса задач конечного пользователя.
2.Описание характеристик СУБД
3.Сопоставление требований, которые предъявляют конечные пользователи СУБД с характеристиками СУБД, циркулирующей на рынке.
Требования:
1.Представление характера задач
2.Нужно ли корректирвоать данные при решении задач
3.Какие основные типы процессов обработки нужны(поиск,арифметич-ие операции,оформление отчета)
4.Нужны ли ср-ва контроля за избыточностью данных по защите
5.Какие языки она поддерживает
6.Нужно ли обучение персонала для эксплуатации
При сопоставлении может быть 3 варианта:
1.Большую часть составляют факторы, кот не требуют СУБД
2.Большую часть занимают факторы, которые не всегда можно применять СУБД
3. Факторы, требующие ОБЯЗАТЕЛЬНОГО СУБД (требуемый ур-нь независ-ти данных от программ, однократный ввод и многократное исп-ие данных)
Модели данных (МД)
МД – информационная семантическая модель объекта управления
МД-совокупность методов и ср-в,предназначенных для описания состояния предметной области в БД.
МД-совокупность ЯОД и ЯМД
МД – семантическая модель предметной области в виде совокупности взаимосвязанных файлов (которые описаны с помощью ЯОД) и операций над ними с помощю ЯМД-СУБД. Все МД можно классифицировать по след. признакам:
1.по единицам описания
2.по оперциям над данными
3.по степени структурности
Иерархическая модель БД
В основе ИМ лежит древовидная структура
Допускает только связи сверху-вниз или так названные связи подчинения
В связи с такой ор-цией уст-ся строгий порядок поиска: сверху-вниз, справа-налево
При этом осущ-тся след операции над данными:
|
|
|
1) Найти какой-то обьект
2) перейти от одного дерева к другому дереву
3) перейти от одной записи к другой записи
4) удалить текущую запись
Достоинства ИМ:
1) наглядность представления данных
2) соответствие орг-ой структуре любой предметной области
Недостатки ИМ
1) несовершенная система управления такими моделями
2)только связи 1:М, М, М:N не управляет
Сетевая модель
Недостатки ИМ хотели возместить путем создания сетевой модели
В отличии от ИМ сетевая модель управляет связями типа M:N
Поэтому стр-ра СМ может быть представлена графиком любого типа не только древовидными
СМ состоит из мн-ва типов записей или типов инф. обьектов и мн-вом типов связей между этими обьектами
Опрерации:
1) найти конкретную запись
2) найти и перейти от предка к 1-ому потомку по связи
3) перейти к след потомку по некоторой связи
4) создать новую запись
5) Уничтожить запись
6)Модифицировать запись
7) Включить связь
8) Умножить данную связь
9) Если поменялись роли обьетов и потомков, то переставить др связь
Достоинства СМ:
1) СМ адекватно отражает связи, кот сущ-ют в предметной области
2) Наглядна для любого конечного пользователя
Недостатки:
1) Трудность проектирования
2)Трудна для создания алгорит-их языков и собственных языков СУБД, кот бы позволили реализовать связи M:N
3.) Реляционная МД БД - совок-ть отношений, из кот. образуются новые производные отнош-я в рез-те выполнения запросов польз-лей информ.системы. Пооддерживает 2 вида кардинальности: 1:1 и 1:M
Отношение -двумерный файл или таблица, котоая обладает следующими свойствами:
1.нет одинаковых строк
2.каждый столбец таблицы представляет собой один эл-т данных, где наименование столбца – имя эл-та, строки-значения элемента данных
3.имена всех столбцов уникальны
4.порядок строк и столбцов несущественен
5.Связи между таблицами допускаются только 1:1 и 1:M
Задать отношение – это значит:
1. Указать имя отношения и оно должно быть уже полным
2. Указать список всех полейимена полей-уникальны
3. Обязательно указать первичный ключ отнош-я
Столбец- имя эл-та в таблице, Строка- значение эл-та данных, Домен – совокупность значений столбца.
Кортеж -совокупность строк,
Ключ – это есть идентификатор, который отличает один объект от другого, один процесс от другого. (первичный, составной и внешний) Простой ключ содержит один элемент данных или одно поле. Составные ключи состоят из двух и более элементов данных.
Искусственные ключи – порядковые номера, которые не отображают содержание объектов и сущность процессов, которые с ними происходят.
Естественный ключ -опр-ют сод-е объектов и процессов(суррогатные)
Внешний ключ – эл-т данных, который может входить в совокупность естественного ключа одной таблицы и быть основным ключом другой.
Свойства ключей:
1.однозначная идентификация кортежа, кортеж должен однозначно опред-ся зн-ем ключа
2.Отсутсвие избыточности, никакой атрибут нельзя удалить из ключа, не нарушая при этом свойства однозначной идентификации.
Операции над данными:
Операции обновления:
1.Включить – эта операция добавляет новую строку в нашу таблицу. Для этого необходимо задать имя таблицы и обязательно указать ключ. Добавить новую строку с ключом, которого нет, невозможно.
2.Удалить – удаляет одну или несколько строк из нашей таблицы. Нужно указать имя таблицы параметр значения полей и строки, которые нужно удалить.
3.Обновить – обновляет либо значения столбцов, либо значения некоторых строк. Нужно добавить имя таблицы и имена полей значения, которых необходимо обновить.
4. Объединение = новая таблица из: поля 1 записи + поля 2 записи
5. Вычитание = таблица из: полей 1 записи, которых нет во второй записи
Операции обработки:
1.Пересечение =новая таблица из: полей общих для 1 записи и 2 записи
2.Произведение – сцепление всех возможных вариантов строки двух отношений
3.Проекция –выбор вертикального подмножества значений, исключая опр.реквизиты
4.Соединение – соединение двух отношений, с выделением строки с одинаковыми реквизитам
5.Деление – выбор горизонтального подмножества значений
6.Корректировка – включение,изменение новых данных, удаление
|
|
|
