34 . Централизованая бд проходит 4 этапа построения.

По технологии обработки данных бд подразделяются на централизованные и распределенные.Централизованная БД – БД, которая содержится в едином сетевом узле (аще всего на сервере). Такая технологияприме­няется в локальных сетях ПК.По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем файл-сервер и клиент-сервер.При проектировании централизованная БД проходит четыре этапа: 1. Формирование и анализ требований (устанавливаются цели организации, определяются требования к БД. Они состоят из общих требований и специфических тре­бований. Общие требования: простота обновления данных;высокое быстродействие; независимость; совместное использование данных многими пользователями; безопасность; стандартизация построения и эксплуатации БД; адекватность отображения данных соответствующей предмет­ной области; дружелюбный интерфейс пользователя. 2. Концептуальное проектирование. Этап концептуального проектирования заключается в описании и синтезе информационных требований пользователей в первоначаль­ный проект БД. Исходными данными могут быть совокупность до­кументов пользователя при классическом подходе или алгоритмы приложений (алгоритмы бизнеса) при современном под­ходе.Разработка информационно-логической модели предметной области является важнейшим этапом проектирования базы данных. В инфологической модели средствами структур данных в интегрированном виде от­ражают состав и структуру данных. Затем определяются структурные связи между объектами, что и позволяет построить информационно-логи­ческую модель.Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной об­ласти отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.Главным итоговым результатом концептуального проектирования является определение основных информационных объектов предметной области и связей между ними. 3. Проектирование реализации. После построения первоначальной информационной структуры следует ее уточнение и совершенствование. Главной целью этапа проектирования реализации является выбор СУБД – ориентированной схемы с использованием в качестве исходных данных результатов концептуального проектирования и требований об­работки. 4.Физическое проектирование.На этом этапе решаются вопросы, свя­занные с производительностью системы, осуществляется проектирование формата хранимых записей (виды представления и сжа­тия данных в хранимых записях), анализ и проектирование кластеров (размещение записей в смежных участках физической памяти), проекти­рование путей доступа ). Перечисленные задачи решаются непосредственно средствами СУБД без участия проектировщика, который только иногда может вмешиваться для разрешения некоторых возникших проблем.

АНАЛИЗ КОТОРЫЙ!!!

1 этап – устанавливаются цели организации, определяются требования к базе данных. Требования к базе данных вырабатываются на основе двух устоявшихся подходов. 1 Традиционный на основе обследования документооборота 2. Современный на основе анализ алагаритмов.

Требования к бд состоят из общих требований и специфических.

Общие требования: простота обновления данных, высокое быстродействие(малое время отклика на запрос), независимость данных(возможность изменения логической и физической структуры бд без изменений представления пользователей) , совместное использование данных многими пользователями, безопасность данных (защита данных от преднамеренного или непредамеренного нарушения секретности)(включает их целостность и защиту), целостность данных(устойчивость хранимых данных к разрушению и уничтожение связанных с не исправностями технических средств, системными ошибками и ошибочными действиями пользователей), Целостность данных предполагает отсутствие не точно введённых данных или двух записей об одном и том же факте, защиту от ошибок при обновления базы данных, невозможность удаления порознь удаления связных в разных таблицах, не искажение данных при работе в многопользовательском режиме, сохранность данных при сбоях в технике. Целостность обеспечивают программы – триггеры. Защита данных от несанкционированного доступа достигается введением системы паролей, получением разрешений от администратора бд, запретом от администратора бд на доступ к данным.

Стандартизация построения и эксплуатация бд., стандартизация обеспечивает преемственность поколений субд , упрощает взаимодействие бд одного поколения субд с одинаковыми или различными моделями данных.

Адекватность отображения данных соответствующей предметной области.

Дружественный интерфейс пользователя., ЭТО были такие общие требования к проектированию базы данных.

Данные из оперативной базы данных периодически передаются в архив .

35. Этап концептуального проектирования баз данных.

Концептуальное проектирование.

Основа-

35 Концептуальное проектирование является в значительной степени эвристическим процессом и адекватность построенной в его рамках инфологической схемы предметной области проверяется в большинстве случаев по анализу и проверке удовлетворенности в информационных потребностях.

На данном этапе разрабатывается инфологическая модель предметной области, поэтому он является важнейшим этапом проектирования БД. Разработка инфологической модели предметной области базируется на описании предметной области, полученной в результате ее обследования. Результатом данного этапа является высокоуровневое представление информационных требований к БД, выраженное в виде информационно-логической модели БД.

Этап концептуального проектирования заключается в описании и синтезе информационных требований пользователей в первоначаль­ный проект БД. Исходными данными могут быть совокупность до­кументов пользователя при классическом подходе или алгоритмы приложений (алгоритмы бизнеса) при современном под­ходе.

Второй этап – разработка информационно-логической модели предметной области является важнейшим этапом проектирования базы данных. В инфологической модели средствами структур данных в интегрированном виде от­ражают состав и структуру данных. На этом этапе должна быть построена информационно-логическая модель данных предметной области. Разра­ботка ИЛМ ПО базируется на описании предметной области, полученном в ре­зультате ее обследования на 1-ом этапе. Сначала осуществляется определение состава и струк­туры данных предметной области, которые должны находиться в базе данных и обеспечивать выполнение необходимых запросов, задач и приложений пользова­теля. Эти данные представлены, как правило, в виде реквизитов, содержащихся в различных информационных объектах загрузки базы данных.

Затем определяются структурные связи между объектами, что и позволяет построить информационно-логи­ческую модель.

Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной об­ласти отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.

Предварительная инфологическая модель строится еще на предпроектной стадии и затем уточняется на более поздних стадиях проектирования баз данных. Затем на ее основе строится концептуальная (логическая) модель.

Главным итоговым результатом концептуального проектирования является определение основных информационных объектов предметной области и связей между ними. В большинстве случаев организационные, технологические и прочие отношения предметной области имеют документальное выражение в организационно-распорядительных, информационно-справочных и других нормативно-служебных документах. Поэтому выделение основных информационных объектов-сущностей предметной области начинается с анализа таких документов и регламентаций (положения, инструкции, бланки, формализованные карточки и отчеты, формы, журналы и т.п.).

Анализ «бумажной» документации позволяет сформировать перечень реквизитов, характеризующих те или иные информационные объекты и отношения предметной области. При этом в одном нормативном или служебном документе могут быть отражены реквизиты различных информационных объектов сущностей и отношений. Поэтому можно выделить два подхода формирования перечня информационных объектов предметной области и их реквизитов – дедуктивный и индуктивный.

В первом подходе на основе формирования общего представления о предметной области АИС, функций АИС, а также информационных потребностей основных абонентов-пользователей выделяются основные понятия и категории, которыми оперируют (которыми выражаются) фрагменты предметной области. Данные понятия и категории принимаются за первоначальную основу списка информационных объектов предметной области. Далее на основе анализа служебной и технологической документации, а также дополнительного взаимодействия с заказчиком формируются реквизиты, характеризующие выделенные информационные объекты.

Во втором подходе на основе анализа служебной и технологической документации выделяются все необходимые для решения частных задач АИС сведения, их характеристики и параметры, и на этой основе формируется общий перечень реквизитов предметной области. Далее на основе эвристического анализа производится агрегация (группирование) атрибутов в отдельные группы, образующие информационные объекты предметной области.

Чаще всего выделение информационных объектов, их атрибутов и отношений-связей осуществляется комбинированным способом на итерационной основе, с многократным уточнением исходного списка объектов, агрегацией атрибутов в группы и т. д.

Затем следует формализованное описание концептуальной схемы предметной области.

Формализованное описание концептуальной схемы базы данных в большинстве случаев осуществляется на бумаге и служит основой эскизного проекта создания банка данных информационной системы.

Результа­том этого этапа является высокоуровневое представление информацион­ных требований.

36. Этап логического проектирования баз данных.

36 Логическое проектирование заключается в определении числа и структу­ры таблиц, формировании запросов к БД, определении типов отчетных доку­ментов, разработке алгоритмов обработки информации, создании форм для ввода и редактирования данных в базе и решении ряда других задач.

Решение задач логического проектирования БД в основном определяется спецификой задач предметной области. Наиболее важной здесь является про­блема структуризации данных.

При проектировании структур данных для автоматизированных систем можно выделить три основных подхода:

1. Сбор информации об объектах решаемой задачи в рамках одной табли­цы (одного отношения) и последующая декомпозиция ее на несколько взаи­мосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений.

2. Формулирование знаний о системе (определение типов исходных данных и их взаимосвязей) и требований к обработке данных, получение с помощью CASE-системы (системы автоматизации проектирования и разработки баз данных) го­товой схемы БД или даже готовой прикладной информационной системы.

3. Структурирование информации для использования в информационной системе в процессе проведения системного анализа на основе совокупности правил и рекомендаций.

При проектировании БД необходимо познакомиться с понятиями метода и методологии проектирования БД.

Метод – это упорядоченная логическая процедура для выполнения определенной задачи.

Методология – система методов, применяемых в научных исследо­ваниях для обоснования результатов. В терминах БД методология про­ектирования может рассматриваться как совокупность инструментов и с­редств, применяемых для последовательной разработки проекта струк­туры БД. Поскольку система БД состоит из программ и данных, методо­логия проектирования БД рассматривается как неотъемлемая часть об­щей методологии систем программного обеспечения.

37. Этап физического проектирования баз данных.

Физическое проектирование. На этом этапе решаются вопросы, свя­занные с производительностью системы, осуществляется проектирование формата хранимых записей (виды представления и сжа­тия данных в хранимых записях), анализ и проектирование кластеров (размещение записей в смежных участках физической памяти), проекти­рование путей доступа (параметры, от которых зависит стоимость дос­тупа при поиске и обновлении данных – логическое упорядочение запи­сей, методы доступа). Перечисленные задачи решаются непосредственно средствами СУБД без участия проектировщика, который только иногда может вмешиваться для разрешения некоторых возникших проблем.

Структура таблиц базы данных задаётся с помощью средств описания таблиц субд в полном соответствии информационным объектам, после формирования структуры базы данных может осуществляется загрузка данных в базу.

Результатом этапа физического проектирования – является физическая структура базы данных. Физические структуры организации файлов подразделяются на ЛИНЕЙНЫЕ И НЕ ЛИНЕЙНЫЕ.

ЛИНЕЙНЫЕ

Лалала коретка лалала.коректа алала.

В линейных структурах в одну страницу файла базы данных объединяются записи одной таблицы которые располагаются в последовательном порядке друг за другом. Указателей между записями не предусматривается. При добавлении записей в линейных структурах каждая новая запись помещается непосредственно за последней записью. Если страница файла данных заполняется, то для соответствующей таблицы выделяется дополнительная страница.

Удаление записей в линейных структурах может производится двумя способами. В первом способе при удалении записи сразу же осуществляется автоматическое перезаписывание на новых позициях всех строк записей лежащих за удаляемой ….. Эффективное использование дискового пространства, но вызывает существенные накладные расходы при любых операциях по удалению записей. Поэтому другим достаточно распространённым способом является простое вычёркивание удаляемой записи. Ведение базы данных в этом случае может быть организовано так, что бы превышение объёма пустых мест в странице выше определенного(где то 30 процентов) специальный компонент субд автоматически проведёт дефрагментацию страниц устраняя пустые места по ранее удалённым записям.

КОРРектировка записей. При корриктировке записей могут возникать случаи когда новые значение корректируемой записи может потребовать больше или меньше дискового пространства, ранее занимаемое под старое значение данного поля. Решение этой проблемы приводит к двум разновидностям линейных структур файлов бд.

Первая разновидность основана на подходе заимствованным из структуры текстовых файлов. Файл состоит из последовательно расположенных строк-символов, строки имеют различную длину и отделяются друг от друга символом возврата каретки. Строки имеют различную длину, а доступ к строкам или записям осуществляется по их номеру путём последовательного считывания предыдущих записей. Если при корректировке какого-то поля требуется больше или меньше дискового проостранства то файл расширяется или уплотняется с автоматическим перезаписыванием на новых позициях всех строк лежащей за корректируемой. Если логичкская страница переполняется, то перезаписываются записи из следующей страницы. Это обеспечивает максимальную эффективность использования дискового простарнва, но не даёт возможности быстрого прямого доступа к нужной записи.

Другим подходом организации линейных структур при корректировке данных является выделение для каждой записи одинакового дискового пространства исходя из максимально возможного заполнения строк по установленным типам полей. Такой способ организации данных обеспечивает прямой доступ к любой записи так как её положение однозначно вычисляется по её номеру и параметру полей. Вместе с тем эффективность использования дискового пространства при таком подходе не высокая так как в полях записей хранятся и пустые значения. Тем немение простота или доступ в таких структурах обсловили их популярность в тех случаях, когда объём данных не велик и вопросы эффективности использования дискового пространства не существенны.

НЕЛИНЕЙНЫЕ

В нелинейных структурах записи одной таблицы базы данных не обязательно располагаются друг за другом на однйо странице файла базы данных, но обязательно содержат специальные указатели на следующую запись. Указатели могут образовывать односвязные списки если записи находятся в одной таблице или многосвязные списки их ещё называют древовидной структурой если списки относятся к записям других таблиц. Соотетственно физические записи в нелинейных структурах включают помимо информационных полей одно или несколько полей указателей где размещаются адреса связанных записей. Реализация связанных записей осуществляется в вмиде прямой или косвенной адресации. При прямой адресации в указателях размещаются физические адреса начала связанных записей. При косвенной адресации в указателях находятся номера связаных записей, физические адреса которых отыскиваются по специальному справочнику. В который ставятся на учёт физические адреса всех новых запсией. Непосредственная реализация связанных записей является более эффективной чем в линейных структурах однако здесь осуществляется существенно большие и сложные по сравнению с линейными структурами затраты и процедуры преобразования базы данных при любых операциях.

38. Основные понятия распределенных баз данных, принципы их создания и функционирования.

38. 5 понятие распределённых баз данных.

В начале 80 годов Крис Дейт вывел теорию распределённых баз данных. При расмотрении распределённых баз данных необходимо провести ясные различие между системами распредлённых баз данных и системами распределённо обработки данных. В систем распределённых баз данных , они рапсределены между несколькими возможно территориально удалёнными эфм, и ообеспечены соответств. Возможности для управления этими разделёнными частями.

По иному построены системы распределённой обработки данных, которые имеют распределённые между связанными эвм вычисл мощности и програмное обеспечение, но централизованную базу данных.

Распределённая бд состоит из нескольких, возможно пересекающихся, дублирующих друг друга частей хранимых в разл эвм вычислительной сети. Работа с такой БД осуществляется с помошью систем управления распределённой базы данных. Информация о местоположении каждой из частей распределённой базы данных и другая служебная информация хранится в глобальном словаре данных, который может хранится на одном из узлов сети, а может быть и распределённым.

Для обеспечение корректного доступа к рапсределнной бд применяются протокол двухфазной фиксации транзакций, суть этого метода состоит в двухэтапной синхронизации выполняемых изменений на всех задействованных узлах сети. На 1 этапе в узлах сети производятся изменения, пока обратимые, после чего посылаются уведломления компоненту системы, который управляет обработкой распределённых транзакций. На 2 этапе после получения сообщений о правильности выполнения операции. Управляющий компонент выдаёт всем узлам сети команду фиксации изменений. Транзакция считается завершённой а её результат не обратим.

В распределённых базах данных поддерживаются две основные идеи 1.много пользователей теретариально распределённых одновременно могут работать с одной общей баззой данных. Логически и физически распределённые даннные составляют единое взаимно согласованное целое, общую базу данных.

Поэтому основной целью системы распределёённых баз данных является обеспечение управляемого доступа и независимого обращения к данным.

Управляемый доступ - степень безопасности необходимая для защиты данных от неавторизованного доступа и независимость обращения. Получать доступ к данных через различные иногда значительно удалённые выч средства. Создание и функционирования теории распр баз данныхю.

Принципы. 1 Прозрачность располажения данных для пользователя.(т.е. распределённая база данных должна представлятся пользователю точно так же как и не распределённая. 2 Изолированность пользователей друг от друга. 3. Синхронизация и согласованность.

Из основых принципов вытекает ряд дополнительных принципов: локальная автономия, отсутствие центральной установки, независимость от метоположения, непрерывность функционирования, рнезависимость от фрагментации данных(как от горизонтальной так и от вертикальной), независимость от реплицирования(дублирования данных), распределённая обработка запросов, распределённое управление транзакциями, независимость аппаратуры, незаивисимость от типа операционнйо системы, независимость от субд-интерроперабильность.

Достоинства рапсределённой базы данных: 1 пользователи всех узлов получают информацию с учётом всех последних изменений, 2 экономное использование внешней памяти компьютера, что позволяет организовывать базу данных больших объёмов, 3 жётские требования к производительности и надёжности каналов сети , а так же большие затраты коммуникационных и вычистлительных ресурсов из-за их свяхывания на всё время выполнения тразанкций, на всё время выполенения тразакций.

39. Стратегии распределения данных.

39. Стратегии распределения данных.

1. Централизация-единственная копия БД располож-ая в 1-ом узле.

«+»:простота,все операц осущ-ся под контролемединственного узла.

«-»:налич вторичн памяти в центр узле огранич возможый размер БД. Все запросы на выборку и обновлен Д долж направ-ся в центр узел со всеми сопутствующ затратами на стоим-ть связи и временную задержку,ограничено быстродействием процессора в центр узле,БД не доступна из удален сетев узла при ошибке в сист связи и выход из строя при выходе из строя центр сетев узла.

2. Расчленение. При распределении данных на основе стратегии расчленения база данных распределяется по многим узлам сети, однако существование копий отдельных частей базы данных не допускается. База данных разделяется на непересекающиеся подмножества, называемые логическими фрагментами, и каждый логический фрагмент размещается в отдельном узле.

«+»:Размер базы данных теперь ограничивается суммарным объемом памяти, имеющейся во всей сети, а не в единственном узле;стоимость связи сниж за счет того что большая часть запросов к БД осущ-ся непосредственно к своим локал частям;уменьш вр отклика; Если выйдут из строя канал связи, один или несколько узлов, то система все же может оказаться частично работоспособной; Ключевым фактором, влияющим на надежность и доступность базы данных, является так называемая локализация. Если база данных распределена по сети таким образом, что данные, расположенные в узле, запрашиваются почти исключительно пользователем этого узла, то говорят, что существует высокая степень локализации ссылок.

«-»:необходимо хран инф о том в каком сетев узле какая часть БД хранится

3. Дублирование. При распределении данных с использованием стратегии дублирования в каждом узле сети размещается полная копия базы данных (т.е. в каждом узле, в котором имеются данные, имеется вся база данных).Данные всегда обраб как обычн локальн данные.Поддержку идентичности копии др др обеспеч-ет компонент сист-репликатор.М-у узлами сети мог передав-ся как отдельн измен так и гр измен-ий в течен некотор вр копии БД мог отлич-ся др от др.

«+»:отсутствуют проблемы определения, какую конкретную часть базы данных содержит каждый узел; надежности, доступности и эффективности выборки,высок скорость доступа к Д,т.к. они всегда находятся в сетев узле пользователя,сущ-ное уменьш передаваемого по каналам связи потока инф(перед-ся по сети только измен в БД); «-»:необходимость согласования состояния копий БД для обеспеч полноты и целостности,явные затраты вторичн памяти в кажд сетев узле

Стратегия дублирования наиболее подходит для тех ситуаций, когда фактор надежности является критическим, база данных - небольшой, а интенсивность обновления невысок

4. Смешанная. объединяет подходы, связанные с расчленением и дублированием данных с целью приобретения преимуществ, которыми они обладают.

«+»гибкость,рационал использ вторичн памяти в узл сети

«-»сложность управления

является приемлемой тогда, когда ни одна из более простых стратегий не является удовлетворительной,когда

требования высокой надежности предъявляется лишь к определенным частям БД,

40. Режимы доступа к распределенным данным, виды блокировок.

При распределённой базе данных можно обеспечить два метода доступа к данным: Монопольный и Коллективный. Объектами доступа могут быть базы данных - целиком, отдельные таблицы, записи, поля, отчёты, экранные формы, запросы, программы.

Монопольный доступ используется в двух случаях. Во-первых когда нужно исключить доступ к объектам со стороны других пользователей, например при работе с конфиденциальной информацией. Во-вторых, когда производятся ответственные операции с базой данных, не допускающие других действий, например изменение структуры базы данных. В первом случае пользователь с помошью специальных средств СУБД или прикладной программы устанавливает явную блокировку , во втором случае пользователь так же может установить явную блокировку либо положится на СУБД, поскольку она автоматически установит не явную блокировку при изменении структуры таблицы базы данных. В режиме коллективного доступа необходиимо накладывать различные виды блокировок в зависимости от того, какие операции над данными выполняются в данный момент времени. Суть блокировки состоит в том, что на время выполнения какой либо операции в базе данных доступ к ипользованному объекту со стороны пользователей временно запрещается или ограничичвается.

4 основных вида блокировок.

1 Полная блокировка, 2 Блокировка от записи, 3 Предохраняющая блокировка от записи, 4 Предохраняющая блокировка от записи.

Полная блокировка - полное запрещение всяких операций над основными объектами, таблицами, отчётами.. этот вид блокировки применяется в основном приизменении структуры таблицы.

Блокировка от записи - накладывается в тех случаях, когда можно использовать таблицу, но без изменения её структуры или содержимого. (такая блокировка применятеся при выполнении операции слияния данных из двух таблицы)

Предохраняющая блокировка от записи - предохраняет объект от наложения на него со стороны других пользователей полной блокировки или блокировки от записи. (используется при совсместном редактировании таблицы несколькими пользователями)

Предохраняющая полная блокировка - предохраняет объект от наложения на него со стороны других пользователей только полной блокировки.(обеспечивает максимальный уровень совместного использования объектов)

Перечисленные блокировки могут совмещаться друг с другом.

Полная блокировка не совместима ни с какой другой блокировкой, блокировка от записи совместима с аналогичной блокировкой и предохраняющей полной блокировкой. Предохраняющая блокировка от записи совместима с обоими видами предохраняющих блокировок и с предохарняющей полной блкировкой.

41. Тупиковые ситуации при работе с распределенными базами данных.

Обычно СУБД при выполнении операций над данными накладывается определённый вид блокировок, которую эта операция требует при работе в интерактивном режиме системы точно осуществляет автоматическое блокирование во всех случакях когда это не обходимо. Система сама стремится предоставить всем пользователеям наиболее свободный доступ к объектам. Если не управлять доступом к совместно использованным объектам то между потребителями ресурсов могут возникнуть тупиковые ситуации.

Существует два вида тупиков. Взаимные тупики и Односторонние тупики.

Взаимный тупик - это ситуация, когдая каждый из двух пользователей стремится захватить данные уже захваченные другим пользователем. В этой ситуации пользователь 1 ждёт освобождение ресурса N , в то время как второй пользователь ожидает освобождение от захвата тодже этого же ресурса. И следовательно ни кто из них не может продолжить эту работа.

Односторонний тупик - возникает в случае требования получить монопольный доступ к некоторому ресурсу как только он станет доступным и не может удоволетворить это требование.

42. Этапы проектирования распределенных баз данных.

1ан-з и формир-ие треб-ий

Документир-ие треб-ий

2концептуальное проектирование

Информационная струк-ра БД

3логическое проектирование

Логическ структура БД

4расчленение БД

Логическ фрагменты БД

5распределение по сети

Распределение фрагментов по сетев узлам

6физическое проектир-ие

Локальн физич структура

Этапы 1-3 и 6 подобны этапам с1по4 при проектир централиз-ой БД.Дополнит-ми этапами явл-ся 4 и5.

4этап связ с расчлинен глобал БД на основе выбранной модели Д,на этом этапе реш-ся 3зд:

1.совокуп расчленен частей БД-исход БД расчлен на множ-во подфайлов,треб-ся чтобы расчлен подф содерж точные сведения имеющиеся в глобал БД

2.размер раздела-помимо треб-ия о сохр инф треб-ся совместимость ограничений на разделы БД.Разделы БД мог быть и столь малыми как кортежи в отношен и столь больш как связ-ые компоненты БД

Сущ 2 момента к-ые наклад огранич на процесс формир разделов БД:допустимый раздел и производит-ть. Размер подфайла долж не превыш максимальн объема памяти имеющ-ся в сетев узле.

При оценке производит-ти учит-ся 2 фактора: вр отклика(будет снижено,когда в подфайле объедин-ся часто используемые совместно записи),надежность системы(требуемый ур-нь надежности достиг-ся за счет уменьш-ия кратности дублир-ия Д)

3.модели и частота использ-ия приложений-ан-з того как часто прилож-ия БД использ-ют его разделы,они дел на 2 вида:а)прилож использ-щие единственный подфайл б)прилож использ несколько подфайлов: прилож допуск независ параллельную обраб-ку,прилож допуск синхронизир обработку

43. Системы управления базами данных, их основные характеристики.

СУБД - это комплекс програмных и языковых средств необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

СУбд является универсальным програмным продуктом, предназначенным для создания и ведения баз данных на внешних запоминающих устройствах, а так же доступа к данным и их обработки. СУБД организовывают эффективный доступ пользователей к содержащимся в ней данным, в рамках предоставленных пользователем полномочий в интерсах всех рабочих в этой системе.

Чем оценивается производительность СУБД - временем выполнением запросов, скоростью поиска информации вне индексированных полях, временем выполнения операций импортирования базы данных с других форматов, скоростью создания индексов и выполнения таких операций, как обновление , вставка, удаление данных, максимальным числом паралельных обращений к данным в многопользовательском режиме и временем генерации отчёта.

44. Системы управления базами данных, их основные средства.

Обеспечение целосности данных в субд - для обеспечения целосности данных субд имеет встроенные средства позволяющие удостоверится что информация в базе данных всегда остаётся корректной и полной. К средствам обеспечения базы данных относятся: встроенные средства для назначения первичного ключа в том числе в том числе средства для работы с типом полей с автоматическим прирощением(тип счётчик) , когда субд самостоятельно присваивает новые уникальное значение, 2 - средство поддержания ссылочной целосности, которые обеспечивают записи информации о связях в таблиц и автоматически присекают любую операцию приводящую к нарушению ссылочной целосности.

Обеспечение безопасности данных - к средствам обеспечивающим безопаность данных отсносится шифрование прикладных программ, шифрование данных, защита паролем.

Ограничения уровня доступа - к таблице к словарю. Ограничение уровня доступа обозначает администратор базы данных. Следующая характеристика работа в многопользовательских средах. Блокировка базы данных отдельные таблицы, отдельные записи отдельного поля. Идентификация рабочей станции установившей, обновление информации после модификации, контроль за временем и повторение обращения к данным. Обработка транзакций. импорт экспорт данных.

45. Системы управления базами данных, их основные свойства.

Свойства бд

Отсутствие дублирования данных в различных объектах модели, обеспечивающие однократный ввод данных и простоту их корректировки.

Не противоречивость данных. Возможность многоаспектного доступа. Всевозможные выборки данных и их использование различными приложениями пользователя.

Защита и восстановление данных при аварийных ситуациях, аппаратных и программных сбоев, ошибках пользователя.

Защита данных от несанкционированного доступа средствами разграничения доступа для различных пользователей.

Возможность модификации структуры базы данных без повторной загрузки бд.

Обеспечение независимости программ от данных, позволяющие сохранить программы при модификации структуры базы данных.

Реорганизация размещения базы данных на машинном носителе для улучшения объёмно временных характеристик базы данных.

Наличие языка запросов высокого уровня ориентированного на конечного пользователя, который обеспечивает вывод информации из бд по любому запросу и предоставлении её в виде соответствсующих отчётных форм удобных для пользователя.

46. Классификация современных систем управления базами данных.

По степени универсальности различают два класса субд: 1 Субд общего назначения 2 Специализированные субд.

Общего назначения – сложные программные комплексы, предназначеные для выполнения всей совокупности функций связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы. СУБд общего назначения не ориентированы на какую либо предметнуб область или на информационные потребности какой либо группы пользователей. Каждая такая система реализуется как програмнный продукт, способный функционировать на некотрой модели эвм в определённой опреационной системе. ТАКИЕ субд обладают средствами настройки на работу с конкретными базами данных, использование субд общего назначения в качестве инструментального средствва для создания автоматизированных инф систем позволяет существенно сокращать сроки разработки экономить трудовые русурсы.

Специализированные субд – создаются в редких случаях при невозможности или не целесообразности использования субд общего назначения.

ПО моделям данных которую поддерживает субд.

Реляционные субд, Сетевые субд, Иерархические субд, объектно-ориентированные субд. Многомерные субд, постреляционные субд.

ПО транзакции баз данных. Переход из одной в другую с деяствиями пользователей базы данных.Инициатором транзакиций может быть как один пользователь так и несколько пользователей сразую. Поэтому субд делятся на однопользовательские и многпоользовательские по хараткеру выполняемых траназкций. Таким образом соотетственно многопользовательских субд главной функцией монитора транзакции является обеспечение эффективного совместного выполнения транзакций над общими данными сразу от нескольких пользователей.

К Важным признакам классификации современных субд так же относятся : среда функционирования - класс компьютеров и операционных систем, в том числе и разрядность операционной системы, на которую ориентирована субд, возможности встроенного языка субд, наличие развитых диалоговых средств конструирования таблиц, форм, запросов, отчётов и средств работы с базой данных. Возможность работы с нетрадиционными данными в корпоративных сетях.Уровень использования - это локальная для настольных систем. Архитектура клиент-сервер с параллельной обрабткой данных(многопользовательская система). Возможность интеграции данных из разных субд, степень поддержки языка sql и возможности работы с сервером базы данных.

47. Функциональные возможности систем управления базами данных.

Субд – это пакет программ позволяющий обеспечивать пользователей языковыми средствами описания и манипулирования данными, одновременное выполнение этих операций над данными, обеспечить защиту и целосстность данных поскольку при коллективном режиме работы многих пользователей возможно использование общих физических данных, это означает, что необходимо обеспечить защиту от некоректных обновлений пользователями от несанкционированного доступа защиту данных от разрушений при сборах в работе оборудования.

Организация и поддержание логической структуры данных – обеспечивается моделью данных, модель данных определяется способом организации данных, ограничениями целосности и множеством операций допустимых над объектами организации данных, соответственно модель данных разделяется на три составляющие – это структурную, целостную и манипуляционную. Модель данных реализуемая субд является одной из основных компонент определяющих функциональные возможности субд по отражению в базах данных информационно логических схем предметных областей. Модель организации данных определяет внутренний информационный язык базы данных.

Организация и поддержание физической структуры данных во внешней памяти эвм. Эта функция включает организацию и поддержание внутренней структуры файлов базы данных и называется форматом файла базы данных, так же в рамках этой функциональной возможности субд создаются и поддерживаются индексы, логические страницы для эффективного и упорядоченного доступа к данным в базе.

Организация доступа к данным и их обработка в оперативной и внешней памяти. Осуществляется через реализацию тразакции. Транзакция – последовательная совокупность операций, имеющая отдельное смысловое значение по отношению к текущему состоянию базы данных. Транзакции делятся на две разновидности : 1. Изменяющие состояние бд после завершения транзакции. 2. Изменяющие состояние базы данных лишь временно с востановлением исходного состояния после завершения транзакций. Совокупность функций субд по организации и управлению транзакциями называется монитором транзакций.

Функц возможность управления буферами оперативной памяти. Непосредственная обработка и доступ данных к субд осуществляется через организацию оперативной памяти буферво оперативной памяти, куда на время обработки и доступа помещаются страницы файла базы данных.

Журнализация всех текущих изменений базы данных. Журнализация представляет собой основное средство обеспечения сохранности данных при всевозможных сбоях и разрушениях данных, поэтому субд для нейтрализации подобных угроз создаётся журнал изменений базы данных с особым режимом хранения и размещения. Спомошью данного журнала можно восстанавливать данные по произведённым изменениям с момента последнего резервирования до момента сбоя.

Данные. Запрос на выборку с условием, запрос с вычесляемым полем, запрос с групированием данныхю, перкрёстный запрос, запрос на удаление, с параметром запрос, обновление, сложную составную форму и отчёт! Описание проекта ещё сделать – логическая структура , физическая структура.

48. Система управления базами данных Access, объекты базы данных Access.

48 СУБД Microsoft Access является 32-разрядной системой управления реляци­онными базами данных нового поколения, работающей в среде Windows.

В СУБД Access поддерживается реляционная модель данных.

В СУБД Access процесс создания реляционной базы данных включает создание схемы данных. Схема данных наглядно отображает таблицы и связи между ними, а также обеспечивает использование связей при обработке данных и целост­ность базы данных. Схема данных олицетворяет неразрывную связь внемашинного проектирования базы данных с этапом ее создания.

Объекты Access

СУБД Access ориентирована на работу с объектами, к которым относятся табли­цы базы данных, формы, запросы, отчеты, макросы и модули. Для типовых процес­сов обработки данных – ввода, просмотра, обновления, поиска по заданным кри­териям, получения отчетов – Access позволяет конструировать в диалоговом режиме такие объекты, как формы, запросы и отчеты. Эти объекты состоят из графических элементов, называемых элементами управления. Основные элемен­ты управления служат для связи объектов с записями таблиц, являющихся источ­никами данных.

Каждый объект и элемент управления имеет свои свойства, определяя которые можно настраивать объекты и элементы управления.

Таблицы создаются пользователем для хранения данных по одному объекту модели данных предметной области.

Запросы создаются пользователем для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Запрос может формироваться с помощью запро­сов по образцу (QBE) или с помощью языка структурированных запросов SQL. С помощью запроса можно также обновить, удалить или добавить данные в таб­лицы или создать новые таблицы на основе уже существующих.

Формы предназначены для ввода, просмотра и корректировки взаимосвязанных данных базы на экране в удобном виде, который может соответствовать привыч­ному для пользователя документу. Формы также могут использоваться для со­здания панелей управления в приложении пользователя.

Отчеты предназначены для формирования выходного документа, предназна­ченного для вывода на печать.

49. Команды для выполнения типовых операций в СУБД Access.

49 Запуск и работа в окне Access

Для того чтобы начать работу в СУБД Access, необходимо загрузить опера­ционную систему Windows, выбрать программу Microsoft Access и запустить ее.

Несмотря на особенности СУБД совокупность команд, предоставляемых в распоря­жение пользователю некоторой усредненной системой управления базами данных, может быть разбита на следующие типовые группы:

• команды для работы с файлами;

• команды редактирования;

• команды форматирования;

• команды для работы с окнами;

• команды для работы в основных режимах СУБД (таблица, форма, запрос, отчет);

получение справочной информации

После запуска Microsoft Access одновременно с его окном выводится первое диалоговое окно, позволяющее начать создание базы данных или открыть суще­ствующую базу данных. Если это окно не появляется при запуске Access, для открытия базы данных выполняется команда Файл | Открыть или нажимается кнопка Открыть базу данных.

При создании объекта предоставляется возможность выбора режима его разра­ботки. Это может быть «Мастер», или «Конструктор», или некоторый другой ре­жим, зависящий от выбранного типа объекта.

50. Создание таблицы базы данных в СУБД Access. Непосредственный ввод данных в таблицы базы данных Access.

50 Создание таблицы базы данных

Создание таблицы БД состоит из двух этапов. На первом этапе определяется ее структура: состав полей, их имена, последовательность размещения в таблице, тип данных, размер, ключевые поля и другие свойства полей. Практически все используемые СУБД хранят данные следующих типов: текстовый (символьный), числовой, календарный, логический, примечание. Некоторые СУБД форми­руют поля специального типа, содержащие уникальные номера записей и используемые для определения ключа.

Для создания таблицы надо в окне базы данных выбрать вкладку Таблицы и на­жать кнопку Создать. Затем выбрать способ создания таблицы: режим таблицы, Конструктора или Мастера таблиц. Режим Конструктора определяет основной способ, при котором структура таблицы полностью задается пользователем.

Режим Конструктора

Для определения поля задаются Имя поля, Тип данных, Описание— краткий ком­ментарий, а также общие свойства.

51. Схема данных СУБД Access.

Схема данных является не только графическим образом базы данных, но исполь­зуется Access в процессе работы с базой данных. Создание схемы данных позво­ляет упростить конструирование многотабличных форм, запросов и отчетов, а также обеспечить поддержание целостности взаимосвязанных данных при кор­ректировке таблиц.

Взаимосвязи таблиц. Схема данных задает структуру базы данных. В ней определяются и запоминаются связи между таблицами. Схема данных базы гра­фически отображается в своем окне, где таблицы представлены списками полей, а связи – линиями между полями разных таблиц. Схема данных ориентирована на работу с таблицами, отвечающими требованиям нормализации, между которы­ми могут быть установлены одно-многозначные (1:М) или одно-однозначные (1:1) связи с обеспечением целостности базы данных. Поэтому схема данных строится в соответствии с информационно-логической моделью.

При построении схемы данных Access автоматически определяет по выбранному полю связи тип связи между таблицами. Если поле, по которому нужно устано­вить связь, является уникальным ключом, как в главной таблице, так и в подчи­ненной, Access устанавливает связь один-к-одному. Если поле связи является уникальным ключом в главной таблице, а в подчиненной таблице является не ключевым или входит в составной ключ, Access устанавливает связь один-ко-многим от главной таблицы к подчиненной.

Создание схемы данных начинается в окне базы данных с выполнения коман­ды Сервис | Схема данных или нажатия соответствующей кнопки. После этого можно выбрать таблицы, включаемые в схему данных, и приступить к определе­нию связей между ними. Устанавливая связи между парой таблиц в схеме данных, надо выделить в главной таблице уникальное ключевое поле, по которому устанавливается связь, и протащить курсор мыши в соответствующее поле подчинен­ной таблицы.

52. Формы в СУБД Access, их виды и конструирование. Создание вычисляемых полей в формах.

52 Разработка форм в Access

Конструирование форм осуществляется средствами Access в соответствии с тре­бованиями к форме, определенными пользователем в процессе подготовительной работы. При этом указывается, из какой таблицы нужно отображать данные, ка­кие именно поля должны быть представлены в форме, нужны ли вычисляемые поля, какие графические элементы, служащие для ее оформления, будут использо­ваться – линии, поясняющий текст, рисунки.

В окне Конструктора выделяются области заголовка, данных и примечаний фор­мы. Области формы наполняются различными графическими объектами. Графи­ческие объекты, связанные с записями таблиц и предназначенные для отображе­ния данных некоторого поля, называются элементами управления. Основными типами элементов управления являются поле, поле со списком и список.

Графические объекты, не связанные с таблицами или запросами, предназначены, прежде всего, для создания макета формы и содержат надписи полей (пользова­тельские названия реквизитов), внедряемые объекты, надписи этих объектов, за­головки. Информация об этих элементах сохраняется в макете формы.

В форме могут быть предусмотрены кнопки управления для разных целей, напри­мер для перехода к другим записям в просматриваемой таблице, для работы с записями (добавить, дублировать, восстановить, удалить, сохранить), для работы с формой (открыть, закрыть, фильтровать, обновить).

При конструировании форм используются Панель конструктора форм, Панель форматирования. Панель элементов.

53. Запросы к базам данных в СУБД Access, их виды и конструирование. Создание вычисляемых полей в запросах.

53 Запросы к базе данных

Обрабатывать информацию, содержащуюся в таблицах базы данных, можно путем исполь­зования запросов или в процессе выполнения специально разработанной программы.

Запрос позволяет выбрать необходимые данные из одной или нескольких взаи­мосвязанных таблиц, произвести вычисления и получить результат в виде табли­цы. Через запрос можно производить обновление данных в таблицах, добавление и удаление записей. Запрос строится на основе одной или нескольких таблиц базы данных. Кроме того, могут использоваться сохраненные таблицы, получен­ные в результате выполнения других запросов. Запрос может строиться непо­средственно на другом запросе с использованием его временной таблицы с ре­зультатами.

Назначение и виды запросов

Средствами запроса можно:

• выбрать записи, удовлетворяющие условиям отбора;

• включить в результирующую таблицу запроса нужные поля;

• произвести вычисления в каждой из полученных записей;

• сгруппировать записи с одинаковыми значениями в одном или нескольких по­лях и выполнить над ними групповые функции;

• произвести обновление полей в выбранном подмножестве записей;

• создать новую таблицу базы данных, используя данные из существующих таб­лиц;

• удалить выбранное подмножество записей из таблицы базы данных;

• добавить выбранное подмножество записей в другую таблицу.

• Запрос на выборку – выбирает данные из взаимосвязанных таблиц и других запросов. Результатом его является таблица, которая существует до закрытия запроса.

• Запрос на создание таблицы – основан на запросе выборки, но, в отли­чие от него, результат запроса сохраняется в новой таблице,

• Запросы на обновление, добавление, удаление – это запросы-дей­ствия, в результате выполнения которых изменяются данные в таблицах.

54. Формирование отчетов СУБД Access.

Практически любая СУБД позволяет вывести на экран и принтер информацию, содер­жащуюся в базе данных, из режимов таблицы или формы. Такой порядок вывода данных может использоваться только как черновой вариант, так как позволяет выводить данные только точно в таком же виде, в каком они содержатся в таблице или форме.

Каждый пользователь, работающий с СУБД, имеет возможность использования спе­циальных средств построения отчетов для вывода данных. Используя специальные средства создания отчетов, пользователь получает следующие дополнительные возможнос­ти вывода данных:

• включать в отчет выборочную информацию из таблиц базы данных;

• добавлять информацию, не содержащуюся в базе данных;

• при необходимости выводить итоговые данные на основе информации базы данных;

• располагать выводимую в отчете информацию в любом, удобном для пользователя виде ( вертикальное или горизонтальное расположение полей);

• включать в отчет информацию из разных связанных таблиц базы данных.

Окно Конструктора отчетов

Разделы отчета. Создание и изменение макета отчета осуществляется в окне Конструктора отчетов. Первоначально в этом окне отображаются пустые разде­лы отчета, как показано на рис. 58.

Наличие этих разделов, а также их добавление или удаление определяется коман­дами меню Вид | Колонтитулы и Вид | Заголовок | Примечание отчета.

При разработке формы поля в окне нужно заполнить элементами в соответствии с определенным пользователем макетом отчета. В заголовок помещается текст из шапки макета отчета. В колонтитул обычно помещают заголовки, даты и номера страниц. При определении содержания этих разделов следует исходить из требо­ваний к оформлению отдельных страниц отчета. В области данных размещаются поля таблиц базы данных.

Элементы, разделов отчета. В процессе конструирования с помощью ко­манд или кнопок панели инструментов Конструктора отчетов и панели элементов разделы отчета заполняются элементами в соответствии с макетом отчета. Поля с неповторяющимися значениями размещают в Области данных. Поля с повторяю­щимися значениями, по которым производится группировка записей, целесообраз­но размещать в заголовке группы.

Элементами разделов отчета, кроме полей таблиц или запросов, на которых стро­ится отчет, являются также тексты подписей, кнопки управления, внедряемые объекты, линии, прямоугольники и т. п. Для каждого из элементов имеются соот­ветствующие кнопки на панели элементов.

Для каждого элемента, а также раздела и отчета в целом могут быть уточнены свойства. Технология размещения элементов и определения их свойств практи­чески такая же, как и в Конструкторе форм.

Просмотр и печать отчета

Для просмотра ранее созданного отчета нужно в окне базы данных выбрать От­четы и нажать кнопку Просмотр. Отчет при просмотре отобразится на экране таким, каким он будет напечатан. Переход в режим предварительного просмотра из режима Конструктора отчетов выполняется нажатием кнопки Представление отчета. В режиме предварительного просмотра имеется своя панель инструментов.

Кнопка Печать панели инструментов режима предварительного просмотра позво­ляет вывести данный отчет на печать. С помощью команды Файл | Макет страни­цы можно выбрать принтер, задать формат бумаги, размер полей, расстояние меж­ду строками, ориентацию и т. д. Команда Файл | Печать позволяет выбрать для печати отдельные страницы отчета или выделенные записи, распечатать несколь­ко копий, вывести отчет в файл.

55. Искусственный интеллект как научное направление, представление знаний, рассуждений и задач.

Искуст-интелект – это научная дисциплина задачей которой является разработка математических описаний, функций человесеского интелекта, с целью аппаратурной, програмной и технической реализации этих описаний средставми вычислительной техники.

Система искуственного интелекта – это програмная систем имитирующая на пк процесс человеческого мышления. В основу интелектуальных систем положена база знаний.

База знаний – это совокупность знаний относящихся к некотрой предметной области и формальное представленных таким образом, что бы на их основе можно было осуществлять рассуждение.

Представление знаний – это выражение на некотром формальном языке, называемым языком представления знаний, свойств различных объектов и закономерностей важных для решения прикладных задач и организации взаимодействия пользователя с эвм.

Знания – это спецаильная форма представления информации позволяющая мозгу хранить, воспроизводить и понимать её, далеко не вся информация выступает в роли знания. Знание это осообая информация зафиксированное и выраженное в языке.

Свойства знаний:

Данные – Внутрення интерпритиация – внутрення структура связей – внешняя структура сваязей – шкалирование, семантическая метрика, активность – знание.

Внутрення интерпритиация предполагает что в эвм хранятся не только сами данные, но и данные о данных – методанные. Т.е. Предусматривает использование имён информационных едениц, что позволяет содержательно их интерпритировать.

Внутренняя структура связей – реккурсивная структурированность – предполагает, что в качестве информационных единиц используются не отдельные данные, а их упорядоченные определёнными связями структуры. Структурированность предполагает как возможность декомпозиции информационной единицы, так и возможность синтеза более крупных структур.

Внешняя структура связей – связанность – характеризует возможность устанвоки между информационными единицами самых разнообразных связей, определяющих семантику и прогматику предметной области, когда между инф.единицами возникают такие связи, фрагменты этой струкруры выявляют новые информационные единицы т.е. образуются ситуационные связи. Т..е. связи в зависимости от ситуации.

Шкалирование – введение соотношений между различными структурными едницами, изменение их в какой либо шкале. И упорядочение информационных единиц путём измерения интенсивности их связей и свойств. Шкалирование позволяет соотнести информационные единицы имеющие количественное толкование. На практике часто встречаются понятие к которым не применимы количесвтенные шкалы, но существует потребность в установлении их близости.

Наличие метрик симантического пространства даёт возможность оценки симантической близости информационных понятий. Симантическое пространства характеризует близость или удалённость информационных единиц друг от друга. Симантики характеризуются следующим образом – значение(объективное содержание), контекстуальный смвысл определяемый связями данного понятие с другими соседствующими в данной ситуации. Личностный смысл – т.е. объективное значение отражённое через систему взглядов эксперта. Прогматический смысл определяемый текущим знанием о конкретной ситуации.

Активность принципиально отличает понятие знание от понятия данные, считается, что элементы знаний это организованные структуры информации, имеющие собственное смысловое содержание, структуру, связи и обязательно процедуру принятия решений. В отличии от данных знания помогают выводить новые знания, поэтому позволяют человеку решать не только типовые но и принципиально новые не традиционные задачи.

Наряду с перечисленными свойствами знаниям присущи такие свойства как омонимия и синонимия.

ФОРМЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЗНАНИЙ.

1 В памяти человека(эксперта) 2. Материализованные или конанизированные знания. 3 полуформализованная структурированная модель, само поле знаний. 4 Формализованные знания.

КЛАССИФикация знаний.

1 по способу существования: факты, эвристики. 2. По собову использования в инф системах: фактические знания, правила(знания для принятие решений), метазнания(знание о знаниях) которые указывают в системе способы использования знаний и определяют их свойства.3 По формам представления : знания декларативные(факты в виде наборов структурированных данных), процедурные(алгоритмы в виде процедур обработки фактов). 4 По способу приобретения: Знания научные, знания житейские, глубинные знания(результат обощения первичных понятий в абстрактные структуры), мягкие знания (множественные расплывчатые решения), поверхностные знания(совокупность имперических асациаций для стандартных ситуаций), концептуальные знания выражают свойства объектов через базовые понятия предметной области.

56. Классификация систем искусственного интеллекта.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ИСКУСТВЕННОГО ИНТЕЛЕКТА.

Системы основанные на знаниях

Самоорганизующие системы

Системы эфристического поиска

Экспертные системы

Интелект Инфор системы

Нейросистемы

Работотехнические системы

Системы распознавания.

Игровые системы

Системы общения

Системы речевого общения

Системы перевода

Система генерации музыки

Наиболее широкое распространение на практике в настоящее время получили системы искусственного интеллекте основанные на знаниях. В этих системах предполагается, что исходные знания способны в соответствии с запросами пользователей в системе порождать новые знания, процедура порождения нового знания называется логическим выводом. Системы, основанные на знаниях, моделируют мыслительную деятельность человека лишь на логическом, а не физиологическом уровне. В основе работы этих систем лежит математический аппарат, который называется аппарат математической логики. К системам искуственного интелекта полностью основанных на знаниях относятся два класса систем. Это экспертные системы и интелекутальные пакет прикладных программ. Основные идеи этого направления частично реализуются и в других системах искусственного интеллекта. В самоорганизующихся системах реализуется моделирования интеллектуальной деятельности человека не на логическом а на физиологическом уровне работы головного мозга. В данных системах мозг человека моделируется сетью идеальных нейронов при воздействии на такую систему некотрых раздражителей начинается адекватная реакция, т.е. система способна к самообучению, путём самоорганизации.

Система эвуристического поиска – главногй особенностью таких систем является полный отказ от следования принципу аналогии при моделировании механизма интеллектуальной деятельности человека. Данные системы основаны на выработке решений по заложенным в них некоторых данных и завершается получением определённых результатов так же в виде данных.

При этом механизм переработки исходных данных в результаты может быть совершенно иным по сравнению с реальным. Эти системы выполняют функции которые производятся человеком однако реализуются другим способом. Широкое применение эти системы получили при решении игровых задач в системах общения в стистемах распосзнавания в системах робототехнических системх.

57. Эпистомологическая полнота представления знаний.

Эпистемологическая полнота представления знаний.

Гносеология. Начало положено ей в 1922 году защита диссертации карлом монгеем.(структурный анализ эпистомологии) Положило началу нового направления в науке эпистомологии.

Эпистемологическая полнота представления знаний имеет ввиду логическое исследования предметной области, которое предполагает её систематизацию и истолкование всех её компонентов, т.е. отдельные логические сущности не должны вырываться из органической целостности и не должны быть изучены и изолированы друг от друга. Эпистемология выявляет прежде всего то, что побуждает человеческий разум переходить от одной проблемы к другой каким образом отдельные разные системы совмещаются в общем потоке человеческой мысли и объяснить почему при разных способах постановки проблемы получаются одинаковые результаты и наоборот при единообразном способе постановки проблемы получаются разные результаты, где находится точка соприкосновения различные проблемы и в которой расходятся пути их решения.

Эпистемология исследует связи между логическими сущностями и чем больше этих связей, тем глубже эпистомологическая полнота представления знаний. Эпистомология так же изучает и принципы достижения знаний, она принимает подтверждённые факты и квалифицирует их как знания. Отсюда следует сделать вывод, что идея познания вклирпючает в себя представление о кореляции субьекта и объекта познания. Чем выше корреляция между субъектом и объектом познания тем быстрее достигается эпистомологическая полнота представления знаний, через промежуточное звено между субъектом и объектом познания

58. Алгоритмическая модель представления знаний.

58 Алгоритмическая модель. В процессе формализации знаний часто используются алголоподобные языки. Формальная система задает описание решения задачи в виде программы вычисления. В основе формальной системы лежат: алфавит используемого языка, правила формирования выражений из элементов алфавита, аксиомы и правила вывода.

Алфавит определяется множеством Т = Т1 U Т2 U Т3,

где: Т1 = {A1, A2, ...An} – имена подзадач. Последовательность А представляет собой описание исходной задачи;

Т2 = {; , case, of, while, do} – включает слова, позволяющие строить синтаксические конструкции описания последовательности решения (например, case A of A1, A2, ... An – означает, что описание исходной задачи А, для решения которой достаточно решить одну подзадачу);

Т3 = {begin, end} - вспомогательные значения.

Алгоритмическая модель также может отображаться графом, где в корневой вершине находится исходная решаемая задача, в промежуточных вершинах – подзадачи, в концевых – элементарные подзадачи. Дуги отображают операции программирования типа <соглашение>.

Алгоритмическая модель представления знаний является основополагающей по отношению ко всем остальным моделям представления знаний. Кроме этого, алгоритмическая модель представления знаний позволяет представить в памяти ЭВМ процедурные знания.

Все существующие модели представления знаний являются или развитием алгоритмической модели представления знаний (например, продукционная модель представления знаний), или включают её в свою структуру (например, фреймовая модель представления знаний).

Алгоритмическая модель представления знаний позволяет описать практически любую модель предметной области (в частности любую модель предметной области, реализуемую на основе другой модели представления знаний).

Алгоритмическая модель представления знаний реализуется на алгоритмических языках программирования, как универсальных, так и специализированных.

Основными достоинствами данной модели являются:

1. Универсальность. Практически все возможные знания могут быть записаны в виде алгоритмов и, следовательно, способны отражать любое процедурное знание.

2. Теоретическая проработанность. При этом снимаются неоднозначности в трактовке и использовании модели в том или ином случае. Данным достоинством обладает еще только логическая модель предметной области.

3. Модульность. Добавление или удаление новых алгоритмов не приводит к изменениям в основном алгоритме.

4. Относительная простота реализации.

В качестве основных недостатков:

1. Высокая степень детерминированости и статичности. Практически невозможно реализовать функции адаптации и обучения, а тем более самоадаптации и самообучения.

2. Ориентирована только на хорошо формализуемые предметные области.

3. Наблюдается скачкообразная потеря способности находить решения даже при незначительном выходе задачи за пределы компетентности.

4. Пополнение базы знаний и проверка её непротиворечивости осуществляется вручную (инженером по знаниям или программистом).

5. Несовпадение структуры знаний в интеллектуальной системе и их организацией у эксперта.

6. Отсутствие возможности абдуктивного (от частного к частному) вывода.

7. Жесткие границы компетентности.

59. Логическая модель представления знаний.

59. Логическая модель. Знания, необходимые для решения, и сама решаемая задача описываются определенными утверждениями на логическом языке. Знания составляют множество аксиом, а решаемая задача представляет собой теорему, требующую доказательства. Процесс доказательства теоремы и составляет логическую модель представления знаний. Описание модели основывается на конструктивной логике.

Зададим логическую модель совокупностью:

М = < T, P, A, F >,

где T – множество базовых элементов,

P – множество правил,

A – множество истинных выражений (аксиом),

F – правило вывода.

Рассмотрим подробнее, что представляют собой базовые элементы Т:

Т = Т1 U Т 2 U Т 3 U Т 4 U Т5 .

Множество Т1 – это имена задач и подзадач, Т1 = { И1, И2, ....,};

Множество Т2 определяет структуру их взаимосвязи,{ ?, υ };

Множество Т3 – это символы сведения задач к подзадачам, { → };

Множество Т4 – вспомогательные символы,{ ( , )};

Множество Т5 – cимволы истинности и ложности результатов решения, {t, f }

На основе символов алфавита строятся формулы логической модели, т.е. множество правил Р, например:

Задается имя задачи и ее описание;

Обозначим описание задач А, В. Тогда, если А? В, то это значит, что нужно решить задачу с описанием А и описанием В.

Если А υ В , то это описание задачи, для которой следует решать или задачу с описанием А или задачу с описанием В.

Если описанием задачи является ее имя, то задача называется элементарной. Если задача с именем И сводится к задаче с описанием А , то можно записать И → А. При этом элементы с описанием А являются описанием подзадач, входящих в задачу с именем И.

Дополнительные символы 1, Ø означают описания задач с результатами их решения. При этом символ 1 означает А = t (истина); символ Ø означает A= f (ложь).

Поиск решения задачи на основе логической модели представления знаний базируется на использовании ряда аксиом, например:

А υ В = В υ А. Смысл аксиомы в том, что определяется решение задачи из двух подзадач А и В. Искомая задача будет решена, если решена одна из подзадач.

(А υ В ) υ С = А υ (В υ С), т. е., если имеются три подзадачи А, В, С, то исходная задача решена, если решена одна из подзадач, при этом любые две подзадачи могут быть объединены в одну подзадачу.

( А æ В ) æ С = А æ ( В æ С). При такой записи аксиомы предполагается, что исходная задача включает три подзадачи А, В, С. Решение задачи может быть получено, если решены подзадачи А, В. Т. к. между А и В отсутствует знак символьной связи, подзадачи могут решаться в любой последовательности.

60. Продукционная модель представления знаний.

Продукционная модель(модель правил)

В наст наиболее проработанная модель для базы знаний.в частности в экспертных системах.правила имеют след-щую струк-ру,если условия>то< заключения;если причина>то< следствие;если ситуация>то<решение.Обе части правила выражены символами,в теории БЗ такая конструкция носит названия правила продукции.Под продукцией понимается выражение

(i);Q;P;A->B;N,где i-индентификатор прод-ции(порядковый номер или ликсема-символ),Q-сфера применен прод-ции,P-условия возбуждения прод-ции в качестве условия использ-ся логические выражения если Рпринимает значение i,то ядро прод-ции активизируется,в противном случае прод-ция не может быть применена,A->B-это ядро прод-ции,интерпретация ядра прод-ции мож быть различной и завис от того,что стоит слева и справа от знака сигменции->,наиболее простое прочтение ядра прод-ции ,если Ато В,а наиболее сложное если АтоВ1,иначе В2,иначеВ3и тд.N-пустословие прод-ции,они активизир-ся в том случае,если ядро прод-ции реализовалось.Пустословия опис-ют дей-вия и процедуры,которые необходимо выполнять после реализации ядра.

Основными структурными элементами явл-ся правила и факты.Продукционные модели примен-ся в тех предметных обл-тях,где нет четкой логики,и задачи реш-ся на основе независимых правил. Правила прод-ции несут инф-ию о последоват-ти целенаправл-ых действий,хорошо отражают прогматическую составляющю знаний и использ-ся для небольших задач.

61. Семантическая модель представления знаний.

СИМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ(МОДЕЛИ ГУИЛИАНА)

Основная идея представления знаний с помощ симантических сетей базируется на предположении о том,что предметную область мож представить совокупностью сущностей и бинарных связей между этими сущностями. Семантическая сеть –направленный граф с поименованными вершинами и дугами,причем вершины означают конкретные объекты.а дуги связи между ними. В семантич-их сетях использ 3 типа вершин:вершина понятия(существительные),вершина события(глаголы);вершины свойства (прилагательные, наречия, определения);

Дуги быв-т 4х типов: 1)Лингвистические (глагольные, атрибутивные) 2) логические (и, или, не) 3) теоретико-множественные (множество- подмножество, отношение целого и части, родовые отношения) 4) Квантифицированные

Печкин<-кто-Студент-что делает->Изучает1)-что изучает-РБД 2)-как изучает->Добросовестно 3)-когда изучает->Перед контрол раб по ИО БД

62. Фреймовая модель представления знаний.

ФРЕЙМОВАЯ МОДЕЛЬМарк Минский

Фрейм-минимальная структура инф-ии необходимая для представления знаний о классах объектах,процессах,явлений,ситуаций и тд. С помощью фреймов можно моделир-ть знания о самых разнообразн объектах предметной области.

Фрейм соединяет,описывает ситуацию что субъект х соединяет объект у с объектом zспособом w. Вершины х,у zw–слоты.вершины соединяются дугами.дх,ду,дw-шанции(области возможных значений соответствующих слотов). Наполняя слоты конкретным содержанием из шанции можно получить фрейм конкретной ситуации. Заполнение слотов шанциями наз-ся активизацией фрейма.

Достоинтсва фрейм модели и мод семантич-универсальность,удобство представления как декларативных так и процедурных знаний.

Недостатки-громосткость,сложность построения и изменения,потребность в разнообраз процедрах обработки,связанная с разнообразием дуг и вершин.

63. Сценарии

Схема сценария имя-свойство.1 вопрос системы об имени объекта или события2 вопрос системы об имени свойства3 вопрос ситемы о существовании множ-ва значений для данного свойства (ответ:да/нет)

4 вопрос системы о типе множ-ва значений по данному свойству(дискретный,непрерывный)5 вопрос системы о единицах измерения по данному свойству6 вопрос сит о множестве значений по данному свойству7 вопр сист о характерном подмнож-ве значений по данному свойству для описываемого события

Если ответ на вопрос 3 отрицательный, то имя свойства воспринимается как имя события, и если событие с таким именем в БЗ отсутствует,то оно рассматривается как новое и для него выполняется опрос по вопросам со 2 по 7. После получения ответов на вопросы 2-7 создается глобальный объект с определенным именем свойства и областью его значений. После получения ответа на вопрос 7 один из элементов свой-в связывается с описанным событием.

Схема сценария множества имен-свойство

-заключается в многократном повторении вопроса 1, а затем получения ответов на вопросы 2-7 для каждого имени события.

64. Понятие и свойства экспертной системы