1. Уровень внешних моделей
2. Концептуальный уровень
3. Физический уровень БД
1-ый уровень определяет точку зрения на БД отдельных проложений
2-ой уровень представляет собой формализованную логическую модель
3-ий уровень-собственные данные,расположенные на внешнем носителе.
Совокупность схем всехуровней представляет собой схему данных.
Основные модели данных:
Модель данных- матем средство абстракции,позволяющее отделить факты от их интерпретаций и обеспечить развитые возможности представления соотношения данных.
Модель данных представляет собой комбинацию трёх составов:
1.набор типов, структур данных
2.набор операторов,правил вывода
3. набор общих правил целостности,кот определяют множество непроворечивых состояний без данных
Система управления БД-это комплекс програмнных средств,предназначенных для создания структуры новой базы,наполнения её содержимым
66 Уровни представления данных:концептуальный,логический,физический,внешний.
На каждом уровне присутствует модель данных информации, которая специфицируется с помощью языка описания данного уровня. Модель каждого уровня, представленную на языке описания, принято называть СХЕМОЙ. Перевод моделей (описаний моделей) из одного уровня в другой осуществляется с помощью трансляции или интерпретации. Архитектура представлена тремя уровнями: внутренним, концептуальным и внешним. Внутренний уровень наиболее близок к физическим структурам хранимой информации. Именно внутренний уровень учитывает методы доступа операционной системы для манипулирования данными на физическом уровне, что в некоторой степени снижает независимость операций обработки данных от технических средств, однако, в идеале СУБД может располагать внутренним уровнем, который бы не опирался на средства ОС. Внешний уровень является уровнем пользователей СУБД, т.к. он является уровнем восприятия каждого пользователя. В принципе для каждого пользователя создается свой внешний уровень (схема - модель с соответствующим языком описания данных). Типичным воплощением внешнего уровня является использование представлений (VIEW) в языке SQL [3].Концептуальный уровень является обобщением локальных представлений пользователей, т.е. является общим глобальным описанием предметной области в терминах (концептах) конкретной СУБД. Важно отметить, что концептуальный уровень исполняет роль некоторого стандарта пользователей, согласуя их представление о предметной области в единое целое.
Модели баз данных.
В большинстве коммерческих СУБД используются ставшими классическими реляционная модель, сетевая модель данных CODASYL и иерархическая модель. ИМД строится по принципу иерархии типов объектов, т.е. один тип объекта является главным, а остальные, находясь на низших уровнях иерархии — подчиненными. Mежду главным и подчиненными типами объекта устанавливается взаимосвязь "Один ко многим" ("1:m"). Иными словами, для данного главного типа объекта существует несколько подчиненных типов объекта. В то же время для каждого экземпляра главного объекта может быть несколько экземпляров подчиненных типов объектов. Таким образом, взаимосвязи между объектами напоминают взаимосвязи в генеалогическом дереве, за исключением того, что для каждого порожденного (подчиненного) типа объекта может быть только один исходный (главный) тип объекта. Основные достоинства ИМД:Простота построения и использования, обеспечение определенного уровня независимости данных, простота оценки операционных характеристик. Недостатки ИМД:Отношение "многие ко многим" реализуются очень сложно, дает громоздкую структуру и требует хранения избыточных данных, иерархическая упорядоченность усложняет операции включения и удаления. Доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.Иерархическая древовидная структура строится из узлов и ветвей. Узел представляет собой совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Наивысший узел в иерархической древовидной структуре называется корнем. Каждый экземпляр корневого узла образует начало записи логической БД, т.е. Иерархическая БД состоит из нескольких деревьев. В сетевой модели данных (СМД) элементарные данные и отношения между ними представляются в виде ориентированной сети (вершины — данные, дуги — отношения). БД, описываемая сетевой моделью состоит из нескольких областей. Область — это поименованная часть базы данных, в которой могут содержаться экземпляры записей и наборов или части наборов. Каждая область может обладать собственными уникальными физическими характеристиками. Области могут обрабатываться как по отдельности, так и вместе с другими областями. Набор — это поименованная совокупность связанных записей. Набор может размещаться в одной или нескольких областях. Запись состоит из полей. Существенное отличие СМД от ИМД состоит в том, что в СМД запись может быть в любом числе наборов и может находиться как на верхнем, так и на нижнем иерархическом уровне, т.е. играет роль как владельца, так и члена набора. Основные достоинства: Наличие реализованных СУБД, обеспечивающих эту модель, простота реализации связи "многие ко многим". Основные недостатки: Основной недостаток — сложность реализации. Кроме того, при реорганизации БД возможна потеря независимости данных. В СМД представление, используемое прикладными программами, сложнее, чем в ИМД. Поэтому и соответствующее программное обеспечение оказывается сложнее. Концепция реляционной модели данных (РМД) была предложена Е.Ф.Коддом в 1970 году. В основе РМД лежит понятие ОТНОШЕНИЯ (от англ. RELATION).Отношение удобно представляется в виде двумерной таблицы. Набор отношений (таблиц) может быть использован для хранения данных об объектах реального мира и моделирования связей между ними.Таблица состоит из слов и столбцов. Каждый столбец в таблице называют АТРИБУТОМ, и ему присваивается имя. Значения в таблице выделяются из ДОМЕНА, т.е. ДОМЕН суть множество значений, которые может принимать некоторый АТРИБУТ. Строки таблицы называют КОРТЕЖАМИ. Список имен атрибутов отношения называется СХЕМОЙ ОТНОШЕНИЯ. Например, для хранения сущности "студент" используется отношение СТУДЕНТ, в котором свойства сущности располагаются в столбцах таблицы СТУДЕНТ (Таблица 1).
| Таблица 1 | ||||
| Фамилия И.О. | Дата рождения | Факультет | Шифр специальности | Шифр группы |
Схема отношения СТУДЕНТ для данного примера запишется следующим образом:
СТУДЕНТ (Фамилия И.О., Дата рождения, Факультет, Шифр специальности, Шифр группы). Столбец (или ряд столбцов) называется возможным ключом (или просто ключом) отношения, если его (или их) значения однозначно идентифицируют отдельный объект (строки таблицы). Для нашего примера на роль ключа может претендовать атрибут "Фамилия И.О." или совокупность двух столбцов:
"Фамилия И.О." и "Шифр группы".
Для удобства ключ записывают в первом столбце таблицы.Любому отношению РМД присущи следующие свойства:
- отсутствуют одинаковые строки;
- порядок следования строк не существенен;
- порядок следования столбцов не существенен, т.к. каждый столбец имеет уникальное имя;
- все отношения должны быть нормализованы, т.е. каждый кортеж должен содержать лишь атомарные (неделимые) элементы. Это означает, что отношения не могут быть элементами отношений.
Реляционная база данных — это набор взаимосвязанных отношений. Каждое отношение (таблица) представляется в ЭВМ в виде файла. Между введенными понятиями существуют следующие соответствия (Таблица 2):Оригинальность подхода Кодда состоит в том, что он предложил применять к отношениям (таблицам) систему операций, позволяющую получать (выводить, вычислять подобно арифметическим операциям) одни отношения из других. Это дает возможность делить информацию на хранимую и вычисляемую (нехранимую) части и экономить память.Основными операциями над отношениями в реляционной БД являются следующие:--традиционные операции над множествами, такие как объединение, пересечение, разность (вычитание), декартово произведение и деление; --специальные реляционные операции проекции, соединения и выбора (селекции,ограничения). Эффективность конкретной СУБД, поддерживающей РМД, определяется наличием и удобством использования средств выполнения этих операций. Операции над отношениями выполняются методами реляционного исчисления и реляционной алгебры.
Этапы проектирования БД.
Разработка схемы данных
1. составление генерального списка полей
2.определяют наиболее подходящий тип для каждого поля
3.распределяют поля генерального списка по базовым таблицам
4.намечают ключевое поле в каждой из таблиц (выбирают поле данных в кот повторятся не могут)
5. С помощью карандаша и бумаги расчерчивают связи между таблицами
6.Разработкой схемы данных заканчивается «бумажный» этап работы над техническим предложением.Эту схему можно согласовать с заказчиком, после чего приступать к непосредственному созданию БД
Этапы проектирования БД
1.информационно-логическое
2. определение требований к операционной обстановке
3.выбор СУБД системы управления БД
4. логическое проектирование
5. физическое
-информационное проектирование - отсутствуют формальные подходы,на выходе составляется информац-логическая модель предметной области
-определение требований - примерный объем данных, динамика роста объема данных,характер запроса данных, интенсивность запроса данных, требования ко времени отклика БД
-логическое-разрабатывается логич структура БД
-на этапе физического проектирования происхолит увязка логической структуры БД и физической среды хранения данных
70. Многопользовательские информационные системы. Технология «Клиент-Сервер»
Клиент-сервер — сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами, либо серверами. Клиентом является запрашивающая машина (обычно ПК), сервером— машина, которая отвечает на запрос.
Сеть с выделенным сервером— это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).
Три составляющих:
1. программа, установленная на компьютере пользователя, которая может осуществлять сетевой запрос с целью получения объекта, и предназначенная для его обработки (например, просмотра, изменения или печати документа);
2. программа, установленная, как правило, на компьютере, где расположен информационный объект, которая может осуществлять по запросу поиск и пересылку объекта, а также упорядочивание доступа к нему нескольких пользователей;
3. правила (протокол) взаимодействия между этими программами.
71. Задачи решаемые с помощью БД.
Задачи базы данных (SQL Server Express)
Основные задачи, связанные с работой в базе данных, — это планирование, проектирование, внедрение, оптимизация и обслуживание.
Планирование:
· Основные сведения о файлах и файловых группах
· Разработка плана базы данных
· Типы функций
Проектирование базы данных:
· Нормализация
· Целостность данных
· Производительность базы данных
· Оценка размера базы данных
· Проектирование файлов и файловых групп
· Проектирование хранимых процедур
Внедрение базы данных:
· Создание базы данных
· Изменение базы данных
· Установка параметров базы данных
· Переименование базы данных
Оптимизация базы данных
Обслуживание баз данных:
· Резервное копирование и восстановление баз данных
· Наблюдение и настройка производительности
72. Технологический процесс обработки информации. Понятие информационной технологии. Классификация информационных технологий. Средства онформационных технологий.
Технологический процесс обработки информации:
1) Сбор и регистрация
2)Передача:
- по каналам связи
- с помощью сетевых процедур.
Операции сетевых процедур включают:
Коммутация
Адресация и маршрутизация потоков данных
Передача данных по каналам связи.
Передача данных по каналам связи включает:
Кодирование – декодирование
Модуляцию – демодуляцию
Согласование и усиление сигналов
3)Обработка информации
4) Хранение информации
5) Приём – получение данных.
6) Анализ данных – анализ информации вручную или с помощью ПО.
Информационные технологии -процесс,использующий совокупность средств и методов сбора,обработки и передачиданных(первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта или процесса.
Классификация:
1).по назначению
-автоматизированного проектирования
- разработки програмного обеспечения
-телекоммуникационные
-управления(выполнение основных управленческих функций:учёт,контроль,анализ,планирование и т.д.)
2).по степени охвата задач управления
-информационные технологии обработки данных(предназначены для решений хорошо структурированных задач,по кот. Имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы их обработки)
-автоматизированного офиса(служатдля организации и поддержки коммуникационных процессов как внутри организации,так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и др. современных средств передачи инф.;основные компоненты:текстовый и табличный процессоры,эл. почта ит.д.)
-поддержки принятий решений(организуют взаимодействие человека и компьютера;особенность:направленность на решение слабоформализованных задач;выработка решения происходит в результате цикл.процесса;Человек-управляющее звено,он вводит данные,получает их на выходе и сравнивает результаты)
-экспертных систем(основана на использовании искусственного интеллекта,дают возможности получать консультации экспертов по вопросам,о кот. Этими системами накоплены данные;компоненты:интерфейс пользователя,база знаний,интерпритатор,модуль создания системы)
73. Компьютерные технологии обработки информации. Понятие информационной технологии. Классификация информационных технологий. Средства информационных технологий.
Системы поддержки принятий решений - организуют взаимодействие человека и компьютера; особенность: направленность на решение слабоформализованных задач; выработка решения происходит в результате цикл.процесса; Человек-управляющее звено, он вводит данные, получает их на выходе и сравнивает результаты
экспертные системы -основаны на использовании искусственного интеллекта,дают возможности получать консультации экспертов по вопросам,о кот. Этими системами накоплены данные;компоненты:интерфейс пользователя,база знаний,интерпритатор,модуль создания системы.
Отличия:
1).С.п.принятия решений отражает уровень понимания пользователем проблемы и возможности должностного лица получить и осмыслить решение(высокая проф. подготовка)
2).Э.с. предлагают пользователю принятие решений, превосходящих его возможности(сниженный уровень профессионализма)
3).Э.с.способны пояснять свои решения и т.д.
Искусственный интеллект —свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий.
Интеллекта как универсальный сверхалгоритм создает алгоритмы решения конкретных задач: решение системы линейных алгебраических уравнений, численное интегрирование дифференциальных уравнений и т. д.
74. Информационные технологи образования. Автоматизированные системы управления. Информационные системы.
информационные технологии обработки данных -предназначены для решений хорошо структурированных задач,по кот. Имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы их обработки.
Информационные системы- взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для сбора, хранения, обработки и выдачи инф. В интересах достижения поставленных целей.
Задачи И.С.:
1.структурированные(формализуемые)-выделяют содержимое в виде мат.модели, кот. Имеет точечный алгоритм решения.
2.неструктурированные(не формализуемые)- невозможно выделить элементы и связи между ними, невозможно мат. описание и разработка алгоритма.
3.частично структурируемые- автоматизированные(одним из эл-тов явл. человек):создают управленческие отчёты и разрабатывают альтернативные решения.
Элементы И.С.:
-информационное обеспечение
-лингвистическое(языковые средства для формализации естественного языка)
-техническое(обесп. работу инф. системы)
-программное
-математическое(методы и алгоритмы обработки инф.)
-организационное(методы взаимодействия работников с тех. Средствами и между собой)
-правовое(определяют юридический статус инф. Системы)
-эргономическое(создание оптимальных условий деятельности человека)
