Операции над отношениями

Основным компонентом реляционной модели является реляционная алгебра, которая состоит из восьми операторов, составляющих две группы по че­тыре оператора:

1. Традиционные операции над множествами: объединение (UNION), пересечение (INTERSECT), разность (MINUS) и декартово произведение (TIMES). Все операции модифицированы, с учетом того, что их операн­дами являются отношения, а не произвольные множества.

2. Специальные реляционные операции: ограничение (WHERE) , проекция (PROJECT), соединение (JOIN) и деление (DIVIDE BY).

Результат выполнения любой операции реляционной алгебры над отношениями также является отношением. Эта особенность называется свойством реляционной замкнутости.

Билеты с лекций Деона.

Билет 1.

Информация—категория для обозначения.

Сообщение – это форма представления информации для ее последующей передачи в одном из следующих видов:

1.)числовая форма, представленная цифрами;

2.)текстовая форма, представленная текстами, составленными из символов того или иного языка;

3.) кодовая форма, представленная кодами; например, кодами в двоичной системе счисления, кодами для сжатия или шифрования, кодами азбуки Морзе или азбуки для глухонемых и т. п.;

4.)графическая форма, представляющая изображения объектов;

5.)акустическая форма, представленная звуковыми сигналами;

6.)видео форма, представляющая телепередачи, видео- и кинофильмы в специальном формате.

При работе с информацией всегда имеются источник и потребитель информации. При этом необходимо различать термины «информация» и «данные».

Данные – это информация, представленная в некоторой форме (формализованном виде), что обеспечивает ее хранение, обработку и передачу.

Информации обладает следующими свойствами:

1.)запоминаемость, то есть способность воспринять информацию и хранить ее продолжительное время;

2.)передаваемость, то есть способность информации к копированию – восприятием ее другой системой без искажения;

3.)воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость информации, то есть при копировании информация остается тождественной себе; свойство воспроизводимости не является базовым и тесно связано с передаваемостью;

4.)преобразуемость – это способность информации менять способ и форму своего существования.

Чтобы сообщение было передано от источника к потребителю, необходима некоторая среда – носитель информации. Примерами носителей информации являются воздух для передачи речи, лист бумаги и конверт – для отсылки текста письма. Сообщение передается с помощью сигналов. В общем случае, сигнал – это физический динамический процесс, так как его параметры изменяются во времени.

Информация нуждается в измерении. На практике количество информации измеряется с точки зрения синтаксической адекватности. Исторически сложились два подхода к измерению информации: вероятностный и объемный. В 1940-х гг. К. Шеннон предложил вероятностный подход, а работы по созданию ЭВМ способствовали развитию объемного подхода.

Рассмотрим вероятностный подход к измерению количества информации в соответствии с первой концепцией информации.

Пусть система  может принимать одно из N состояний в каждый момент времени, причем каждое из состояний равновероятно. Например, в качестве системы могут выступать опыты с подбрасыванием монеты (N = 2) или бросанием игральной кости (N = 6).

Количество информации системы  вычисляется по формуле, предложенной Р. Хартли:

H = H() = log₂ N = .

Объем данных V в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В информатике в основном используется двоичная система счисления, то есть все числа представляются двумя цифрами: 0 и 1. Поэтому минимальной единицей измерения данных является бит. Таким образом, 1 бит – это либо 0, либо 1. Элемент, принимающий всего два значения, называется двухпозиционным и просто реализуется аппаратно, например, двумя состояниями «включено» – «выключено», «ток есть» – «ток отсутствует».

Наряду с битом используется укрупненная единица измерения – байт, равная 8 бит.

Пример. Сообщение в двоичной системе счисления 10010010 имеет объем данных V = 8 бит. Этот объем данных представляется 1 байтом.

Для удобства использования введены и более крупные единицы объема данных:

1024 байт = 1 килобайт (Кбайт);

1024 Кбайт = 1 мегабайт (Мбайт) = 1024² байт = 1048576 байт;

1024 Мбайт = 1 гигабайт (Гбайт) = 1024³ байт;

1024 Гбайт = 1 терабайт (Тбайт) = 1024⁴ байт;

1024 Тбайт = 1 пентабайт (Пбайт) = 1024⁵ байт.

Отличие объема данных от количества информации заключается в следующем. Объем данных выражается только целыми значениями, а количество информации – вещественными.

Формулу Хартли можно использовать для определения объема данных. При этом результат округляется в большую сторону, так как минимальной ячейкой памяти в ЭВМ является байт. Поэтому, заняв только часть байта (его несколько бит), оставшаяся часть байта не используется.

Эффективность использования информации для принятия решений определяется показателями ее качества. Рассмотрим основные показатели качества информации, и чем они определяются:

1.)Репрезентативность (объективность) определяется правильностью отбора и формирования информации в целях адекватного отражения свойств объекта.

2.)Содержательность зависит от семантической (смысловой) емкости, равной отношению количества семантической информации в сообщении к объему сообщения.

3.)Достаточность (полнота) – это минимальный, но достаточный для принятия правильного решения набор показателей. Как неполная, то есть недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

4.)Доступность определяется степенью легкости восприятия и получения информации пользователем.

5.)Актуальность определяется степенью соответствия информации моменту ее использования.

6.)Своевременность определяется поступлением информации не позже заранее назначенного момента времени, зависящего от времени решения поставленной задачи.

7.)Точность – это степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

8.)Достоверность – это вероятность того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

9.)Устойчивость – это свойство информации реагировать на изменение исходных данных, сохраняя при этом необходимую точность.

10.)Ценность определяется эффективностью принятых на основе полученной информации решений.

Операции над информацией называются информационными процессами.

Все информационные процессы можно отнести к одному из следующих классов:

1.)Сбор данных – это деятельность по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. В сочетании с методами анализа данных, они порождают информацию, способную помочь в принятии решений.

2.)Передача данных – это процесс обмена данными. Предполагается, что существует источник информации, канал связи и потребитель информации.

3.)Хранение данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю.

4.)Обработка данных – это процесс преобразования информации из исходной формы до получения определенного результата.

Информационные процессы могут осуществляться в рамках информационных систем.

Информационные системы – это организованные человеком системы сбора, хранения, обработки и выдачи информации, необходимой для принятия эффективных решений. Задачей информационных систем является удовлетворение потребностей потребителя в информации.

Информационная система включает следующие составные части:

1.)информацию, хранящуюся в информационной системе;

2.)технические средства хранения и обработки данных;

3.)методы и процедуры сбора и обработки информации.

Информационная технология – это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных о состоянии объекта, процесса или явления для получения новой информации об их состоянии. Таким образом, информационная технология – это процесс переработки первичной информации в информационный продукт.

Целью информационной технологии является производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения о выполнении соответствующих действий. Техническими средствами производства информации является его аппаратное, программное и математическое обеспечение.

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой.