11. Принципы организации субд. Структура и модели данных. Объекты бд. Sql и qbe-запросы. Базы знаний.

Банк данных (БнД) - современная форма организа­ции хранения и доступа к информации. Банк данных - сис­тема специальным образом организо­ванных данных (баз данных), программных, технических, языко­вых, органи­з ационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллектив­ного мно­гоцеле­вого использования данных. В БнД предусматривается специальное средство приведения всех запросов к единой терминологии-сло­варь дан­ных. Используются специальные методы эквивалент­ных грамматических преобразований запросов для по­строения оп­тимальных процедур их обработки, специальные методы дос­тупа к одним и тем же данным различных пользователей при со­впадении во времени поступивших запросов. Со стороны внешних пользова­телей к банку данных формулиру­ются следую­щие требования. Банк данных должен: 1)удовлетворять акту­альным информационным потребностям внешних пользова­телей, обеспечивать возможность хране­ния и моди­фикации больших объемов многоас­пектной ин­фор­мации, удовлетворять выявленным и вновь возни­кающим потребностям внешних пользователей; 2)обеспечивать заданный уровень достоверности хра­нимой ин­формации и ее непро­тиворечивость; 3)обеспечивать доступ к данным только пользовате­лям с соот­ветствующими пол­номочиями; 4)обеспечивать возможность поиска информации по произ­вольной группе признаков; 5)удовлетворять за­данным требованиям по произ­водительно­сти при об­работке запросов; 6)иметь возможность реорганизации и расширения при изме­нении границ ПО; 7)обеспечивать выдачу информации пользователям в различ­ной форме; 8)обеспечивать простоту и удобство об­ращения внешних пользователей за информацией; 9)обеспечивать возможность одновременного обслуживания большого числа внешних пользо­вателей и т.п. Две ос­новные компонен­ты: 1)базу данных (даталогическое пред­ставление информационной модели предметной области); 2)систему управления базой данных (СУБД) (с помо­щью которой и реализу­ются централизованное управление дан­ными, хранимы­ми в базе, доступ к ним и поддер­жание их в состоя­нии, соответ­ствующем состоянию предметной об­ласти.

Я дром БнД является база данных. База данных - поименованная совокупность структурированных и взаи­мо­связан­ных данных и объектов, относящихся к определенной предметной области. Структурирование - введение соглашений о способах представления данных. Основные требования к организации БД: 1)обеспечение возмож­ности разработки усовершенствование при­ложений (легче, быстрее, дешевле). 2)многократное использование данных. 3)Сохранение затрат умственного труда. 4)Простота. 5)Легкость использования. 6)Гибкость использова­ния. 7)Быстрая обработка незапланиро­ванных запросов на дан­ные. 8)Простота внесения изменений. 9) Низкая стоимость хранения и исполь­зования данных и минимизация затрат на вне­сение изменений. 10)Уменьшение из­быточности данных. 11)Высокая производительность. 12)Достоверность данных и соответствие одному уровню об­новления. 13)Секретность. 14)Защита от ис­кажения и уничтожения. 15)Оперативность. Программные средства БнД - сложный ком­плекс, обеспечивающий взаимодействие всех частей инфор­мационной системы при ее функ­ционировании (рис.). Основа программных средств БнД - СУБД. Состоит: 1) ядро СУБД (обеспечивает организацию вво­да, обработки и хранения данных); 2)другие компо­ненты (обеспе­чивают настройку системы, сред­ства тестирования, ути­литы, обеспечивающие выполнение вспомога­тельных функций, таких, как восстановление баз данных, сбор статистики о функциониро­вании БнД). Важной компонентой СУБД являются трансля­торы для ис­пользуемых ею языковых средств.Большинство СУБД работает в среде универ­сальных опера­ционных систем и взаимодействует с ОС при обра­ботке обраще­ний к БнД, поэтому можно считать, что ОС также входит в состав БнД. Для обработки запросов к базе данных (БД) пишутся соот­ветст­вующие программы, которые представляют прикладное про­граммное обеспе­чение БнД. Администратор банка данных (АБД) - специалис­т, обеспечивающий создание, функциониро­вание и развитие БнД.

В состав любой БД Access 97 входят следующие объекты:

Таблицы ,Запросы, Макросы.

База знаний

База знаний явл основой экспертной системы, она накапливается в пр-се ее построения. Наибольший интерес в развитии информ обесп-ия АИТУ эк деят-тью представляют применения в обл-ти искус интеллекта. Одной из форм реал-ции достижений в этой обл-ти явл создание экспертных систем — спец. комп. систем, базирующихся на сист аккумулировании, обобщении, анализе и оценке знаний высококвалифицир специалистов В экспертной системе исп-ся база знаний, в кот представл-ся знания о конкретной предметной области.

База знаний — сов-ть моделей, правил и фак-ров (данных), порождающих анализ и выводы д/нах-ния реш-ий сложн з-ч в некот предмет обл-ти. Выдел и организов в виде отд, целост стр-р информ обесп-я зн-я о предмет обл-ти станов явными и отдел-ся от др типов знаний (напр, общих знаний). Базы знаний позвол вести рассуждения не т и не столько на основе формальн матем логики, но и на основе опыта, фактов, эвристик, т е базы знаний приближены к чел логике.

Разработки в обл-ти искусств интеллекта имеют целью исп-ние большого объема высококачспец. знаний о некот узкой предметной обл-ти д/решения сложных, неординар з-ч. Развитие конц-ии баз знаний связано с исслед-ми и достиж-ми в обл-ти систем искус интеллекта. Обл-ти применения баз знаний и систем на их основе расширяются. Созд-ся целый спектр баз знаний — от небольших по объему д/портативных систем до мощных, предназнач д/профессионалов, эксплуатирующих сложные, технически оснащенные АРМ. Очень большие базы знаний хр-ся в централизов единых хранилищах данных, доступ к кот осущ-ся ч/з сети польз-ми различ систем, разн ур-ня, масштаба и т. д. Соверш-ние создаваемых баз знаний сделает их доступн д/масс польз-ля, будет сп-ть их превращению в коммерческий продукт.

В посл время информ. стр-ра совр ИС, предоставляющих своим польз-лям помимо автоматизации повседн деят-ти пр-тий, банков и т.д., еще и аналитич возм-ти, планир-е и прогноз-е их состояния, строится на основе хранилищ данных (Data Warehouse).

Хранилища данных п с логически интегрир базу данных, обеспеч-ую макс-но быстр и удоб доступ к инф-ции, необх д/анализа и поддержки принятия реш-й. Хранилища данных хар-ся след осн особ-ми:

1. Ориентация на предметн обл-ть, то есть в хранилище помещ-ся инф-ия, полезная для работы систем поддержки принятия решений, и ее структура должна быть понятна пользователям.

2.Защищенность, предусматривающая неизменность и немодифицируемость данных, помещенных в хранилище, и доступность только в режиме чтения.

3. Поддержка хронологических данных, определяющая тот факт, что для анализа требуется информация, накопленная за длительный период времени.

4. Интеграция в едином хранилище ранее разъединенных данных, поступающих как из внутренних, так и внешних источников, а также их проверку, согласование и структурирование.

5. Агрегация, предусматривающая хранение не оперативных данных, а сортируемую, фильтруемую и определенным образом обработанную информацию (суммарную информацию).

6. Разделение наборов данных, используемых для оперативной обработки, и тех, которые применяются для решения аналитических задач.

Осн. источниками наполнения хранилища данных являются традиционные оперативные системы обработки данных (OLTP-системы) и различные внешние источники, например, публичные отчеты предприятий, исторические архивы, результаты биржевых торгов, Интернет и т.п.

Хранилище данных имеет стр-ру в виде «гиперкуба» - многомерн куба прост-ва агрегир мн-в (или зн-ний). Вел-ны, хранящиеся в ячейках этого куба и называемые фактами, п с кол-ные пок-ли, хар-щие деят-ть пр-тия. Измерения куба п с мн-во однотип данных, предназн д/описания фактов. В кач-ве примеров детализации измерений м выступать филиалы, объед-е по територ признаку; поставщики или потр-ли пр-ции; даты (или интервалы), на кот производились вычисления и т.п. Кажд ячейка данного куба "отвечает" за конкр н-р зн-ний по его измерениям. Анализ инф-ции п с вып-е различ мат. и логич операций над этим кубом: формирование плоскостных срезов, детализация и выделение блоков данных, проекция, агрегация.

Отличит особ-тью хранилища данных явл наличие метаданных, то есть данные о данных. Они играют роль справочников, содержащих сведения об ист-ках первич данных, о м-дах загрузки инф-ции из них, об алгоритмах обработки, кот были подвергнуты исход данные, описание стр-ры этих данных и их взаимосв, периодичность их обновления и т.д.Одним из вар-тов реал-ии на практике хранилища данных явл построение витрин данных (Data Marts). Витрина данных п с относительно небольшие и специализир хранилища данных, содержащие т тематически ориентированные (объединенные) данные и предназнач д/исп-ния конкр функц подразделением. Стр-ра витрин данных также ориентирована на многомерн орг-цию данных в виде куба. Однако их постр-е в силу ограниченс-ти информ диапазона, обеспеч-го потр-ти одного бизнес-пр-са, значит проще и выгодн.