Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ИС(1)Классификация моделей данных.
Модель данных -это некот-я абстракция, кот-я будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, т.е. сведения содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.
Модель предм обл-ти, поддерж-ая ИС, материализуется в форме организованных необхо-ым образом ИР, она наз-ся инф-ной моделью. Часть реального мира, кот-я моделируется информационной системой, называется ее предметной областью.
Классификация моделей данных:
- Физическая модель данных оперирует категориями, касающимися организации внешней памяти и структ. хран-ия, испол-мых в данной операционной среде.
- Инфологические модели выражают информацию о предметной области в виде, независимой от используемой СУБД и отражают в естественной и удобной для разработчиков и других пользователей форме информационно-логический уровень абстрагирования, связанный с фиксацией и описанием объектов предметной области, их свойств и их взаимосвязей.
Даталогические модели подразделяются на: документальные модели данных соотв-ют представлению о слабоструктурированной информации, ориентированной в основном на свободные форматы документов, текстов на естеств-ном языке(тезаурусные модели).
- дескрипторные модели(широко использовались на ранних стадиях использования документальных баз данных, где каждому документу соответствовал дескриптор – описатель, а дескриптор имел жесткую структуру и описывал документ в соответствии с теми характеристиками, кот-ые требуются для работы с документами).
фактографические модели (теоретико-графовые модели данных отражают совокупность объектов реального мира в виде графа взаимосвязанных информационных объекта, где в зависимости от типа графа выделяют иерархическую(представляет собой дерево, имеющее единственный корень) и сетевую модель данных(базируется на представлении данных в виде графа: вершины графа для обозначения типов сущностей, а дуги графа обозначают связи м/у типами сущностей); теоретико-множественные модели, их появление в системах баз данных было предопределено настоятельной потребностью пользователей в переходе от работы с элементами данных, как это делается в графовых моделях, к работе с некот-ми макрообъектами, т.е. реляционная модель баз данных кот-ая представляет собой набор связанных между собой таблиц, где каждая из таблиц содержит информацию о каких-либо объектов одной группы,и все записи одной таблицы имеют идентичные, заданные пользователем, структуру и размеры; объектно-ориентированные).
Сбор информации о предметной области и представление ее в формализованном виде.
На втором этапе создаются описания внешних представлений пользователей, а также концептуальное представление всей БД (в виде внешних и концептуальных схем). Концептуальное представление—представление всего содержимого БД.
Инфологическая модель (ИЛМ)—описание предметной области, без ориентации на используемые в дальнейшем программные и аппаратные средства.
Одна из методик формализации описания предметной области является методика "Объект-Свойство-Связь" или коротко «Сущность-Связь». Преимущества подхода "Сущность - Связь" - независимость от дальнейшей реализации; интуитивные основные понятия; отражение семантики предметной области (смысла каждого объекта, связи, свойства). И особенно важно то, что он позволяет сохранить не только данные, но и частично смысл (семантику) этих данных. Основные понятия семантического моделир-ния: Сущн-ть – собирательное понятие, некоторая абстракция реально сущ-го объекта, процесса или явл-я, о кот-м необх-мо хранить инф-ию в БД. В семант-ком модел-и применяют "тип сущностей". Тип сущ-тей опред-т набор объектов с одним и тем же набором св-в.
Экземпляр сущ-ти – конкр-й объект в наборе.
Св-во – поименованная хар-ка сущ-ти, которая принимает значения из некоторого множества значений (домена). Каждый тип сущностей должен отличаться от остальных. Уникальность типа сущ-тей определяется наличием уникальных, идентифицирующих только этот тип, св-в. Для идентификации экзе-ра типа сущ-ти используются специальные св-ва. Это м.б. одно или несколько св-в, значения кот-х позволяет однозначно отличать один экзем-р сущ-ти от другого. Этот набор спец-х св-в называется первичным ключом.
Типы св-в:
1)единичное св-во – каждый экз-р типа сущ-ти имеет ед-ое значение этого св-ва; множественное св-во – каждый экз-р типа сущ-ти имеет более одного значения этого св-ва. 2) статичное св-во не меняется с теч-м времени, в отличие от динамичного св-ва; динамичного св-ва. 3) св-во обязательно, если оно должно присутствовать у всех экз-ров данного типа сущ-тей; св-во условно, если оно может отсутствовать у некот-х экз-ров данного типа сущ-тей. 4) составные св-ва – св-ва, кот-е можно разбить на более простые составл-щие.
Связи. В предметной области объекты взаимодействуют друг с другом посредством связей. В связи может участвовать два и более объектов. Связи, в кот-х участвуют два объекта, называются бинарными.
Типы связей:
«один к одному» - каждому экз-ру одно типа сущ-тей обязательно соотв-т один экз-р другого типа сущ-тей, и наоборот.
«один ко многим» - каждому экз-ру одного типа сущ-тей А обязательно соотв-т один или более экз-ров другого типа сущ-тей В, однако каждому экз-ру типа сущ-ти В соотв-т только один экз-р типа А.
«многие ко многим» - каждому экз-ру одного типа сущ-тей обязательно соотв-т один или более экз-ров другого типа сущ-тей, и наоборот.
Для связей определяются минимальные и максимальные мощности каждого типа связи. Мощность типа связи – количество экз-ров одного объекта, связанных с одним экз-ром другого объекта.
ИС(2) обзор возможностей и особенностей различных СБД
Данные – дискретные факты относительно явлений реального мира.
База данных - совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, при наличии такой минимальной избыточности, кот-ая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений.
Архитектура баз данных включает 3 уровня:
- Индивидуальные представления польз. о данных
- Обобщённое представления о данных;
- Представления данных в памяти.
в этой архитектуре учитывается, что с базой данных может работать несколько пользователей (в нашем случае - А, Б, ... К, ...) с разными информационными потребностями.При этом исходят из того, что любой ИСа должна поддерживать разнообразные представления пользователей о ее предметной области. Предметная область - часть реального мира, моделируемая информационной системой.
1.внешний уровень состоит из внешних представлений. Внешних представлений - это содержимое базы данных информац-ной системы, каким его видит определенный пользователь, кот-ый состоит из множества типов внешних записей, где под записью понимается группа взаимосвязанных элементов данных, рассматриваемых как единое целое.
Для использования компьютера при обработке информации о предметной области эту информацию нужно представлять в специальном виде, строго, формализовано. Формализация - неотъемлемая часть разработки любой ИС. Способ формального описания баз данных заключается в использовании схем.Схема - описание логической структуры БД. 2.концептуальный уровень; концептуальное представление формируется на основе интеграции внешних представлений пользователей. Концептуальное представление—представление всего содержимого БД. Концептуальное представление отличается от внешних представлений отдельных пользователей, и состоит из множества типов концептуальных записей. Концептуальное представление определяется с помощью концептуальной схемы. Концептуальная схема - описание полной общей логической структуры базы данных.
3. внутренний уровень; внутреннее представление БД — представление структуры хранения записей, состоит из множества типов внутренних записей (хранимых записей).
Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояние объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.
Информационная модель данных
Понятие об информационной модели данных
- Принцип описания
- Средства описания
- Результат моделирования
Объектами информационной модели являются сущности реального мира из предметной области.
Свойства объектов (сущностей) называют атрибутами. Сущности вступают в связи друг с другом через свои атрибуты. Эти три компонента информационной модели представляют субъективные средства описания модели.
В настоящее время применяются различные архитектуры БД и СУБД, их многообразие складывалось исторически по мере развития средств вычислительной техники и языков программирования. Все архитектуры БД имеют свои достоинства и недостатки.
Архитектура "клиент-сервер" предназначена для работы с удаленными БД, состоит из приложения клиента, расположенного на компьютере пользователя, а также удаленной БД и СУБД, располагающихся на удаленном компьютере в глобальной сети (сервере).
Архитектура "клиент-сервер" может быть использована и в пределах локальной сети.
Удаленные БД называют также многопользовательскими.
СУБД в архитектурах "клиент-сервер" и "файл-сервер" позволяют работать с БД одновременно нескольким пользователям.
Преимущества: БД архитектуры "клиент-сервер" позволяют работать одновременно многим пользователям и предназначены для обработки информации большого объема, поэтому их называют также "промышленными".
Серверы позволяют более эффективно организовать ресурсы и совместно их использовать. Сервер предназначен для предоставления доступа ко множеству файлов и принтеров, сохраняя при этом высокую производительность и обеспечивая безопасность для пользователя. Сервер позволяет осуществлять централизованное администрирование и контроль над имеющимися в его распоряжении данными и ресурсами. Такой централизованный подход делает поиск файлов и ресурсов поддержки более простым, чем это было бы возможно при помощи независимого компьютера.
Безопасность. В сети, основанной на сервере, один администратор может управлять безопасностью всей сети, устанавливая соответствующие сетевые политики и применяя их в отношении каждого пользователя и ресурса.
Резервирование. Выполнение процедур резервирования также упрощается, поскольку эти процедуры необходимо применять только для серверов (применять резервирование для клиентских компьютеров/рабочих станций становится необязательно, хотя, конечно, возможно). Резервирование серверов может осуществляться автоматически по заранее установленному расписанию, даже если эти серверы физически находятся в разных частях компьютерной сети.
Отказоустойчивость. Так как данные содержатся в основном на серверах, в них можно использовать систему отказоустойчивого хранения данных для того, чтобы избежать потери данных из-за поломок дисковых накопителей или системных отказов. Это позволяет сделать сервер более надежным и снизить вероятность его простоя.
Пользователи. Серверная сеть способна обеспечивать работу тысяч пользователей.
ИС(3)Язык запросов, как универсальный язык реляционной БД.
SQL (Structured Query Language)-структурированный язык запросов - стандартный язык запросов по работе с реляционными БД. SQL нельзя в полной мере отнести к традиционным языкам програм-ния, он не содержит традиционные операторы, управляющие ходом выполнения программы, операторы описания типов и многое другое, он содержит только набор стандартных операторов доступа к данным, хранящимся в базе данных. Операторы SQL встраиваются в базовый язык программир., кот-ым может быть любой стандартный язык типа C++, PL, COBOL и т.д. Кроме того, операторы SQL могут выполняться непосредственно в интерактивном режиме. SQL является полным языком, в нем присутствуют не только операции запросов, но и операторы, соответствующие DDL — Data Definition Language — языку описания (определения) данных, DML(-manipulation-) язык манипуляции данными, DCL(-control-) язык доступа к данным, TCL(transaction control) язык подтверждения данных.
Операторы языка определения данных DDL (CREATE, DROP, ALTER)
CREATE TABLE-.создаёт новую таблицу из БД.
DROP TABLE- удалить таблицу из БД
ALTER TABLE – изменяет структуру существующей таблицы.
Операторы языка манипулирования данными DML (INSERT, DELETE,SELECT, UPDATE).
|
DELETE |
Удалить строки |
|
INSERT |
Вставить строку |
|
SELECT |
Выбрать строки |
|
UPDATE |
Обновить строку |
Язык запросов (Data Query Language) в SQL состоит из единственного оператора SELECT. Этот единственный оператор поиска реализует все операции реляционной алгебры. Синтаксис оператора SELECT имеет следующий вид:SELECT [ALL(т.е. в результирующий набор строк включаются все строки) | DISTINCT(т.е. включаются только различные строки)] «писок полей>|*( т.е. в результирующий набор включаются все столбцы из исходных таблиц запроса))
FROM <Список таблиц>
[WHERE <Предикат-условие выборки или соединения>]
[GROUP BY <Список полей результата>]
[HAVING <Предикат-условие для группы>]
[ORDER BY <Список полей, по которым упорядочить вывод>]
В разделе FROM задается перечень исходных отношений (таблиц) запроса.
В разделе WHERE задаются условия отбора строк результата или условия соединения кортежей исходных таблиц, подобно операции условного соединения в реляционной алгебре. В разделе GROUP BY задается список полей группировки.
В разделе HAVING задаются предикаты-условия, накладываемые на каждую группу.
В части ORDER BY задается список полей упорядочения результата, т.е. список полей, кот-ый определяет порядок сортировки в результирующем отношении.
inner join Объединяет две таблицы, где каждая строка обеих таблиц в точности соответствует условию. Если для строки одной таблицы не найдено соответствия в другой таблице, строка не включается в набор.
,left join К левой таблице присоединяются все записи из правой, соответствующие условию (по правилам inner join), плюс все не вошедшие записи из левой таблицы, поля правой таблицы заполняются значениями NULL.
right join К левой таблице присоединяются все записи из правой соответствующие условию (по правилам inner join) плюс все не вошедшие записи из правой таблицы, поля левой таблицы заполняются значениями NULL
full join К левой таблице присоединяются все записи из правой, соответствующие условию (по правилам inner join), плюс все не вошедшие записи из правой таблицы, поля левой таблицы заполняются значениями NULL и плюс все не вошедшие записи из левой таблицы, поля правой таблицы заполняются значениями NULL); использование агрегатных функций, группировка записей (предложение group by). Запросы могут производить обобщенное групповое значение полей точно также как и значение одного поля. Это делает с помощью агрегатных функций, они производят одиночное значение для всей группы таблицы. Имеется список этих функций:
* COUNT – производит номера строк или не – NULL значения полей которые выбрал запрос.
* SUM – производит арифметическую сумму всех выбранных значений данного пол.
* AVG - производит усреднение всех выбранных значений данного пол.
* MAX – производит наибольшее из всех выбранных значений данного пол.
* MIN – производит наименьшее из всех выбранных значений данного пол.
ИС(4). Логическая модель предметной области.
Логическая модель отражает логические связи между атрибутами объектов вне зависимости от их содержания и среды хранения и может быть реляционной, иерархической или сетевой. Таким образом, логическая модель отображает логические связи между информационными данными в данной концептуальной модели.
Домен – множество атомарных значений одного и того же типа (представляет собой допустимое потенциальное множество значений данного типа (атрибута)). Столбцы отношения называют атрибутами, им присваиваются имена, по которым к ним затем производиться обращение. Список имен атрибутов отношения с указанием имен доменов (или типов, если домены не поддерживаются) называется схемой отношения. Схемой БД называется множество именованных схем отношений. Кортеж – это набор именованных значений заданного типа. В отношения всегда должен быть атрибут, однозначно определяющий каждый кортеж отношения и обеспечивающий уникальность строк таблицы, такой атрибут называется первичным ключом отношения.
В зависимости от количества атрибутов, входящих в ключ, различают
Первичный ключ – это атрибут (или группа атрибутов), которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице.
Альтернативный ключ – это атрибут (или группа атрибутов), несовпадающий с первичным ключом и уникально идентифицирующий экземпляр объекта.
Правила первичных и альтернативных ключей
Каждая сущность должна обладать первичным ключом.
Каждая сущность может обладать любым числом альтернативных ключей.
Первичный или альтернативный ключ может состоять из одного атрибута или комбинации атрибутов.
Отдельный атрибут может быть частью более чем одного ключа, первичного или альтернативного.
Атрибуты, входящие в первичные или альтернативные ключи сущности, могут быть собственными для сущности или наследоваться через отношения. (См. раздел 3.7 "Внешние ключи").
Первичные и альтернативные ключи должны содержать только необходимые для однозначной идентификации атрибуты, т.е. при исключении из ключа любого атрибута не все экземпляры сущности могут быть однозначно определены (правило наименьшего ключа).
Если первичный ключ состоит более чем из одного атрибута, то значение любого неключевого атрибута должно функционально зависеть от всего первичного ключа, т.е. если первичный ключ известен, то известно значение каждого неключевого атрибута, и значение неключевого атрибута не может быть определено с помощью только части первичного ключа (правило полной функциональной зависимости).
Нормализация данных. Нормализация представляет собой процесс реорганизации данных путем ликвидации повторяющихся групп и иных противоречий с целью приведения таблиц к виду, позволяющему осуществлять непротиворечивое и корректное редактирование данных. Окончательная цель нормализации сводится к получению такого проекта БД, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, т.е. исключена избыточность информации.
Теория нормализации основана на теории нормальных форм.
Первая нормальная форма: значения всех атрибутов отношения должны быть атомарными. Вторая н.ф.: отношение находится во 2-ой н.ф. это отношение находится в 1-ой н.ф. и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа. Третья н.ф.: отношение находится в 3-ей н.ф. если оно находится во 2-й н.ф. и каждый атрибут нетранзитивно зависит от первичного ключа.
Типы связей между таблицами: «один к одному» - каждой записи одной таблицы соответствует только одна запись другой таблицы, «один ко многим» - одной записи главной таблицы могут соответствовать несколько записей подчиненной таблицы, «многие к одному» - нескольким записям главной таблицы может соответствовать одна и та же запись подчиненной таблицы, «многие ко многим» - одна запись главной таблицы связана с несколькими записями подчиненной таблицы, а одна запись подчиненной таблицы связана с несколькими записями главной таблицы.