Введение

Данная работа представляет собой конспект лекций по дисциплине «Базы данных». Целью данной дисциплины рассмотрение основных направлений развития современных систем баз данных, изучение методов их проектирования, организации средств защиты данных.

Основными задачами дисциплины является формирование у студентов знания основных принципов организации баз данных на концептуальном, внешнем и физическом уровнях, знания современных систем управления базами данных, знания средств защиты данных и поддержания их целостности, а также приобретение навыков работы по созданию и программированию баз данных средствами современных СУБД.

Это пособие написано в результате многолетнего чтения лекций, научно – исследовательской и практической работы автора в области моделирования систем искусственного интеллекта. Оно включает следующие разделы:

• основы построения банков данных

• инфологическое проектирование баз данных

• сетевые, иерархические, реляционные модели данных

• физическая организация баз данных

• установление связей между объектами в информационных системах

• анализ современных СУБД

• способы проектирования распределенных баз данных

При изучении дисциплины «Базы данных» предполагается проведение лекционных, лабораторных и индивидуальных занятий со студентами. Для самопроверки усвоения материала лекций в пособие включены тесты, а так же глоссарий, содержащий основные понятия в области баз данных.

Данный конспект лекций предназначен для студентов, магистрантов, аспирантов, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника».

1 Основы построения банков данных

1.1 Информация и ее свойства. Данные

Под информацией понимают любые сведения о каком-либо событии, сущности, процессе и т.п., которые являются объектом некоторых операций (восприятия, преобразования, хранения, использования и других).

Определение 1. Информация – это отображение внешнего мира в процессе нашей деятельности (по Н.Винеру).

Определение 2. Информация – это изменение степени незнания об объекте (по Шеннону).

Выделим 4 основных свойства информации:

1. Релевантность. Информация называется релевантной, если

она соответствует рассматриваемому объекту.

2. Точность. R= a/a+b,

где а – количество полученной релевантной информации,

в – количество полученной в сообщении нерелевантной информации.

3. Полнота информации. Р= а/а+с,

где с – количество неполученной релевантной информации.

4. Своевременность. Это степень отклонения момента времени

получения информации от момента ее возникновения.

Определение. Данные – это информация, фиксированная в

определенной форме, пригодная для последующей обработки и хранения.

Данные соответствуют реальным, зарегистрированным фактам об объекте и явлениях реального мира. Для дальнейшего использования в информационных системах требуется смысловое содержание данных, т.е. семантика данных.

1.2 Два аспекта рассмотрения банков данных

Определение. Предметной областью называется

совокупность информации об объекте или объектах.

Предметная область банков данных – это область конкретного применения банков данных.

На практике различают банки данных, применяемые в управлении предприятиями, в различных автоматизированных системах (АСУП, АСУТП, АСНИ, САПР).

Различают два аспекта при рассмотрении вопроса построения банков данных:

* инфологический

* даталогический

Инфологический аспект употребляется при рассмотрении вопросов, связанных со смысловым содержанием данных, независимо от способов их представления.На этапе инфологического проектирования информационной системы определяется предметная область системы, при этом решаются следующие вопросы:

• о каких объектах или явлениях требуется накапливать и обрабатывать информацию;

• какие основные характеристики объектов и взаимосвязи между ними будут учитываться;

• уточнения понятий об объектах и явлениях, их характеристики и взаимосвязей, вводимые в информационную систему.

Даталогический аспект применяется при рассмотрении вопросов представления данных в памяти информационной системы. На этапе даталогического проектирования информационной системы разрабатываются соответствующие формы представления информации в системе посредством данных, приводятся модели и методов представления и преобразования данных, т.е. семантика данных.