- •«Информационное обеспечение систем управления»
- •1. Общие понятия ио
- •1) Файловые системы (фс)
- •2) Системы, использующие бд
- •1) По размещению:
- •2) По виду модели данных:
- •1) По размещению:
- •2. Жизненный цикл ио, проектирование ио
- •В соответствии с гост 34.601-90 Автоматизированные системы в стадии создания определены следующие стадии создания автоматизированных систем:
- •2) Каскад с возвратом (возможно переопределение требований):
- •3) Итерационная модель:
- •4) Эволюционная модель:
- •Проектирование ис. Основное проектирование данных и по
- •3. Инфологическое проектирование
- •Нотация Чена:
- •Нотация Баркера:
- •Нотация idef1x:
- •Основными элементами er-модели являются:
- •Сущность
- •Атрибут
- •Множественность
- •Обязательность
- •Расширение нотаций
- •Проблемы er-моделирования
- •4. Логические модели данных. Сетевая и иерархическая модели
- •Сетевая модель данных
- •Операции сетевой модели
- •1) Операции с данными:
- •2) Операции со связями:
- •3) Навигация по данным:
- •Иерархическая модель данных
- •5. Реляционная модель данных
- •Операции с реляционными данными
- •1) Унарные операции (операции с одним отношением):
- •2) Операции с двумя однотипными отношениями:
- •3) Операции с разнотипными отношениями:
- •1. Внутренние соединения:
- •Реляционное исчисление
- •6. Нормализация отношений
- •1Нф требует:
- •2Нф требует:
- •7. Даталогическое проектирование
- •Рассмотрим преобразование реляционной логической модели
- •I. Преобразование исходной инфологической модели (им):
- •Преобразования сущностей
- •Преобразования свойств
- •Преобразования связей
- •II. Переход к логической модели:
- •III. Нормализация отношений
- •IV. Дополнительные действия
- •8. Ограничения целостности, виды и реализация
- •1) По области действия.
- •2) По месту реализации.
- •3) По способу реакции на нарушение.
- •4) По моменту выполнения проверки.
- •9. Средства доступа к данным и разработки приложений
- •10. Язык sql
- •1. Основные составляющие языка sql.
- •2. Методы и средства контроля целостности в основном реализованы в create table:
- •3. Операторы модификации данных:
- •4. Выборка:
- •5. Управление доступом:
- •6. Управление транзакциями:
- •11. Создание бд в sql
- •1. Оператор создания схемы бд
- •2. Оператор создания домена
- •3. Оператор создания таблицы
- •4. Оператор фиксации результатов работы с бд
- •12. Выборка данных в sql
- •1) Формирование единой таблицы:
- •2) Ограничение единой таблицы по строкам:
- •3) Отбор выходных столбцов выборки:
- •4) Группирование строк таблицы выборки:
- •5) Ограничение по групповым строкам:
- •6) Объединение выборки:
- •7) Упорядочивание записей выборки:
- •13. Восстановление данных
- •14. Организация многопользовательского доступа
- •15. Защита от несанкционированного доступа
- •2. Защита на уровне субд
- •3. Защита на уровне приложения
- •16. Физическая организация данных в бд
- •1. Последовательная организация.
- •2. Списковое хранение
- •3. Индексная организация
- •4. Хэшированная организация
- •17. Методы поиска в бд
- •1. Последовательный поиск:
- •2. Блочный поиск.
- •3. Бинарный поиск
- •4. Индексный поиск
- •5. Хешированный поиск
2) Каскад с возвратом (возможно переопределение требований):
можно вернуться и подправить систему
увеличивается время запуска (потеря дополнительного времени при возврате)
растет не равномерность загрузки
3) Итерационная модель:
определяем требования к системе
выполняется разбиение на отдельные части
проектирование и реализация производится по частям
возможно параллельное выполнение нескольких итераций
Достоинства:
улучшение загрузки
уменьшение времени запуска системы
4) Эволюционная модель:
Если бы в ИС существовал только поток регламентированных запросов и не ожидалось развитие системы, то можно было бы определить границы ПО и осуществить проектирование исходя из анализа содержания всей совокупности запросов пользователей – это так называемый подход к проектированию «от запросов пользователей».
Базы данных, спроектированные по такому подходу, могут объединять все данные, необходимые для решения одной или нескольких прикладных задач, и обычно называются прикладными БД.
Наличие потока произвольных по содержанию запросов и развитие автоматизированных информационных систем во времени не позволяют в полной мере использовать подход от запросов. В этом случае необходим подход, позволяющий выполнить прогноз смыслового содержания ожидаемой совокупности произвольных запросов. Таким является подход, называемый «от реального мира». С помощью экспертов определяются границы предметной области – состав объектов, их свойства и отношения с учетом развития системы, и затем проектируется модель. Этот подход базируется на предположении, что произвольные запросы пользователей соответствуют тематической направленности ИС.
Такие БД объединяют данные, относящиеся к какой-либо предметной области (например, финансам, обучению, торговле и т.п.) и называются предметными БД (соотносящимся с предметами организации, а не с ее информационными приложениями).
Подход «от реального мира» предпочтительно использовать в качестве основного, подход «от запросов пользователей» – для уточнения границ предметной области.
Предметные БД создают основу для обработки неформализованных, изменяющихся и неизвестных запросов и приложений (приложений, для которых невозможно заранее определить требования к данным). Такая гибкость и приспосабливаемость позволяет создавать на основе предметных БД достаточно стабильные информационные системы.
Основная цель проектирования БД - это сокращение избыточности хранимых данных, а следовательно, экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции обновления избыточных копий и устранение возможности возникновения противоречий из-за хранения в разных местах сведений об одном и том же объекте.
Проектирование ис. Основное проектирование данных и по
Информацию для проектирования получают путем сбора данных из следующих источников:
1) Анкетирование, интервью пользователей и экспертов
2) Наблюдение за процессом
3) Документация по процессу
4) Изучение аналогов: техническая литература, журналы
Проектирование ПО будет рассмотрено позднее.
Проектирование данных: учитывают несколько уровней их представления.
По рекомендациям ANSI/SPARC (комиссия) определено три уровня:
Концептуальный уровень: показывается логическое строение данных.
Физический уровень: показывается физическая организация данных.
Внешний уровень: определяется одно или несколько представлений базы для пользователей (разграничение видимости)
Может добавляться инфологический уровень: описывает структуру информации без привязки к типу СУБД.
На рис. 2.2 приведены основные этапы проектирования баз данных. Так, весь сложный процесс создания БД может быть разбит на инфологическое и даталогическое проектирование. Последнее подразделяется на логическое и физическое проектирование. В зависимости от этапов проектирования различают: концептуальную инфологическую модель и концептуальную даталогическую модель, внешнюю инфологическую модель и внешнюю даталогическую модель.
Задача инфологического моделирования базы данных – получение семантических (смысловых) моделей, отражающих информационное содержание конкретной ПО. На этом этапе выполняется восприятие реальной действительности, абстрагирование, изучение и описание предметной области. Вначале выделяется из воспринимаемой реальности ПО, определяются ее границы, происходит абстрагирование от несущественных частей для данного конкретного применения базы данных. В результате этих действий определяются объекты, их свойства и связи, которые будут существенны для будущих пользователей системы.
Рис 2.2. Этапы проектирования базы данных
После изучения предметной области и накопления знаний о ней компонуется концептуальная инфологическая модель, основное значение при этом имеют потребности пользователей. Описывается информация, требуемая каждому конкретному пользователю, т.е. описываются запросы к БД. Каждый запрос соотносится с определенным фрагментом предметной области. Формируются описания внешних инфологических моделей, их взаимная увязка с концептуальной инфологической моделью. Полученные описания инфологических моделей отражают составляющие (сущности) предметной области, связи между ними, но эти описания не должны зависеть от методов представления данных в конкретной СУБД. Концептуальная инфологическая модель призвана обеспечить прочную и долговременную работу всей системы, выдерживать замену одной используемой СУБД на другую.
Задача логического этапа проектирования – организация данных, выделенных на предыдущем этапе проектирования в форму, принятую в выбранной конкретной СУБД. Иными словами, требуется разработать схему концептуальной модели и схемы внешних моделей данных о предметной области, пользуясь только теми типами моделей данных и их особенностями, которые поддерживаются этой СУБД. На этом этапе проектирования обычно не прорабатываются вопросы, связанные с организацией хранения и доступа к данным на внутреннем уровне. Но целесообразно уже здесь получить вполне определенные рекомендации по выбору методов доступа.
Задача физического этапа проектирования – выбор рациональной структуры хранения данных и методов доступа к ним, исходя из арсенала методов и средств, который предоставляется разработчику системой управления базами данных.
Общая схема проектирования данных
П – пользователи
Э – эксперты
1) сбор и обработка информации:
ЛП – локальное представление
2) инфологическое проектирование:
ИМ – инфологическая модель
3) даталогическое проектирование:
ЛМ – логическая модель
4) физическое и внешнее проектирование:
ФМ – физическая модель
ВМ – внешняя модель
Внешняя модель – это то, как вы намерены представлять данные, причем это должно совпадать с тем, что хотят получить пользователи и эксперты.
БД – база данных.
