Порядок работы субд в одном из режимов:

1. Программа запрашивает возможность чтения данных у СУБД. Передает необходимую информацию о пользователе и типе записи.

2. Программа осуществляет поиск описания данных, на которые выдан запрос.

3. Определяет, какого типа (физического или логического) записи необходимы.

4. Выдает ОС запрос на чтение требуемой записи.

5. ОС взаимодействуют с физической памятью.

6. ОС записывает запрашиваемые данные в системные буферы памяти.

7. ОС выделяет требуемую логическую запись, выполняя необходимые преобразования.

8. ОС передает данные из системных буферов программы пользователя, а затем программе пользователя информацию о результатах выполнения запроса.

9. Прикладная программа обрабатывает полученные данные.

8. Проектирование бд

- Это процесс разработки структуры БД на основе требований пользователя. Результатом разработки является структура БД из физических и логических компонентов и руководства от прикладных программистов.

Проектирование бывает:

Логическое – определяется логическая структура БД. Составляется функциональное описание программных модулей. Формируется набор запросов.

Физическое – выбирается физическая структура БД, выполняется отладка программных модулей.

В БД используются языки:

Языки описания данных (ЯОД) – определяют различные типы записей, их имена, форматы.

Языки манипулирования данными (ЯМД) – позволяют манипулировать данными без знания несущественных для программиста подробностей.

Различают три уровня абстракции для описания данных:

Концептуальный (с позиции администратора) – описывает объекты, атрибуты и значения данных.

Реализации (с позиции программиста и пользователя) – оперирует записями, элементами данных и связями между данными.

Физический (с позиции системного программиста) – оперирует блоками, указателями, данными переполнения, группировками данных.

Процесс проектирования БД начинают с построения концептуальной модели, которая состоит из описания объектов и их взаимосвязей, без указания способа физического хранения. Концептуальная модель является моделью предметной области. Версия концептуальной модели, обеспечиваемая СУБД называется логической моделью. Под множеством логических моделей, которое выделяется для пользователя, называют внешними моделями. Логическая модель отображается в физическую, которая описывает размещение данных и методы доступа. Физическая модель называется внутренней.

При проектировании БД используют словарь данных, который и предназначен для хранения сведений об объектах, атрибутах, значениях данных, взаимосвязей между ними, их источниках, форматах представления. Словарь данных может быть выполнен в виде части пакета программы СУБД или отдельного пакета в дополнении к СУБД.

С хема проектирования БД

9. Модели данных

Существуют три основные модели данных. Основное отличие состоит в описании взаимодействия между объектами и атрибутами.

Реляционная модель данных. В этой модели объекты и связи между ними представлены в виде таблиц, а операции взаимодействия между данными осуществляются по правилам реляционной алгебры.

Достоинства:

• Простота и доступность

• Возможность использования БД без знания методов и способов ее построения (физической структуры памяти).

• независимость данных, гибкость, использование не процедурных запросов.

Недостатки:

• Низкая производительность.

• Сложность программного обеспечения.

• Избыточность.

Иерархическая модель данных основана на понятиях «дерева», состоящих из вершин и ребер. Вершина дерева – это совокупность атрибутов данных, характеризующих некоторый объект. Первую вершину в дереве называют корневой. Связи между объектами изображаются ребрами. Дерево состоит из n-го количества уровней.

И ерархическая модель данных

Иерархия начинается с корневой вершины, на уровнях с большим номером находятся зависимые вершины. Вершины предыдущего уровня являются начальными для новых зависимых вершин. Доступ к каждой вершине осуществляется через корневую по единственному пути. Существует произвольное количество вершин каждого уровня. Иерархическая модель данных, состоящая из нескольких деревьев, называется лесом. Каждая корневая вершина образует начало записи логической БД.

Достоинства:

• Простота построения и использования;

• Обеспечение определенного уровня независимости данных;

• Наличие существующих систем управления БД;

• Простота оценки операционных характеристик.

Недостатки:

• Отношение многих ко многим реализуется очень сложно;

• Дает громоздкую структуру и требует хранение избыточных данных;

• Сложно выполняются операции удаления и отключения;

• Доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.

Сетевая модель данных – элементарные данные и отношения между ними представлены в виде ориентированной сети. Вершиной являются данные. Дуги – отношениями.

База данных, описываемая сетевой моделью состоит из нескольких областей. Область содержит записи. Одна запись состоит из нескольких полей. Набор из записей может размещаться в одной или нескольких областях.

Отличие сетевой модели от иерархической состоит в том, что в сетевой модели каждая запись может быть в любом числе наборов, и может находится как на верхнем, так и на нижнем иерархическом уровне, поэтому любая запись может быть задана как точка входа.

Существует три типа наборов:

1. Набор из 2х записей:

2. Набор из 3х и более записей (многочисленный тип):

3. Сингулярный набор (нет корневой вершины):

Объединяют записи, у которых нет корневой вершины, но которые могут иметь ее в последствии.

Достоинства:

• Наличие существующих систем управления БД;

• Простота реализации отношений (многие ко многим).

Недостатки:

• Сложность;

• При реализации БД возможна потеря независимости данных.

САПР с элементами искусственного интеллекта.

В настоящее время существуют следующие поколения САПР:

1. Моделирующая (Система автоматизированного моделирования).

2. Синтезирующая. Синтез выполняется не через многократное моделирование или оптимизацию, а путем создания сразу работоспособного состояния (генерационный синтез).

САПР делится на:

1. САПР с формальными языками. Средства общения с пользователем ограничены определенными конструкциями, не подлежащими изменениям.

2. САПР с неформальными языками, где возможно изменение лексики.

Обычно САПР относится к первому поколению, создание САПР второго поколения зависит от использования в системе искусственного интеллекта. Поэтому все САПР можно разделить на: интеллектуальные и неинтеллектуальные.

Обычные САПР работают в заданном режиме, при этом не используется опыт проектировщика, не обеспечивается взаимодействие проектировщика с ЭВМ на языке, близком к естественному. Существует три метода интеллектуализации САПР:

1. Внешняя универсальная интеллектуализация с применением инструментальных систем. Используются различные оболочки диалоговых, экспертных, обучающих систем.

Достоинства: высокая скорость разработки и малые финансовые затраты.

Недостатки: низкое качество проектирования (скорость работы, требуемая память, мощность, надежность)

Системами искусственного интеллекта удобно пользоваться на начальных стадиях разработки на ЭВМ.

2. Внешняя специализированная интеллектуализация с применением специализированных программных приставок, работающих на принципах искусственного интеллекта.

Данный метод является развитием предыдущего, но при этом обеспечивает более высокое качество проектирования. В данном методе все сводится к улучшению сервисных характеристик САПР, что дает, в свою очередь, возможность формулировки типовой задачи проектирования на предметно-ориентированном языке. Дает возможность организации обучения пользователя.

3. Внутренняя интеллектуализация со встроенными в САПР алгоритмами и методами искусственного интеллекта, что увеличивает возможности адаптации, самоорганизации, синтеза, работы с нечеткой формулировкой задач.

В искусственном интеллекте выделяют:

1. Бессловесный ИИ (низкий уровень). Нет интеллектуального интерфейса (совокупность средств общения пользователя с САПР). Пользователь работает в терминах предметной области, но присутствуют процедуры, которые имитируют целесообразное поведение (адаптация, самоорганизация).

2. Словесный ИИ (высокий уровень) Присутствует интеллектуальный интерфейс с языками предметной области. Для представления знаний используются понятия.

3. Искусственный разум (технически не реализован).