Ответы на вопросы по дисциплине: “Проектирование баз данных”
Содержание
1. Базы данных: основные понятия и определения. Требования, предъявляемые к базам данных. 2
2. Выбор хранимых данных. 3
3. Реляционная модель данных. 4
4. Реляционная алгебра. 5
5. Методология проектирования баз данных. Основные задачи проектирования баз данных. 11
6. Основные этапы проектирования баз данных. 12
7. Концептуальное (инфологическое) проектирование БД. 12
8. Логическое (даталогическое) проектирование БД. 12
9. Принципы и средства структурного подхода к разработке ПО. 13
10. Методология структурного анализа и проектирования SADT. 13
11. Диаграммы потоков данных: внешние сущности, системы и подсистемы, процессы, хранилища данных, потоки данных. Нотация Гейна – Сарсона. 14
12. Сравнительный анализ SADT-моделей и диаграмм потоков данных. 15
13. Функциональные модели, используемые на стадии проектирования. 15
14. Методология моделирования IDEF3: составные элементы, объекты ссылок, перекрестки. 16
15. Подходы к моделированию в базах данных. 17
16. Анализ предметной области. Описание объектов и их свойств. Связи между элементами моделей данных. Описание сложных объектов. 17
17. Проблема целостности базы данных. 18
18. Даталогическое проектирование. Нотация Питера Чена. Нотация IDEF 1х. 18
19. Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации. Правила технической нормализации. 19
20. Алгоритм процесса нормализации схем отношений. 20
21. Нормализация. Функциональная зависимость. Первая, вторая, нормальные формы. 20
22. Нормализация. Функциональная зависимость. Третья нормальная форма. 21
23. Нормализация. Функциональная зависимость. Нормальная форма Бойса – Кодда. 22
24. Разработка реляционных баз данных на основе принципов нормализации. 22
25. Основные аксиомы Армстронга. Замыкание. 23
26. Нормальные формы высших порядков. 23
27. Методологии проектирования. 24
28. Инфологическое моделирование данных: модель «сущность-связь». 24
29. Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных. 25
30. Моделирование данных. Метод Баркера. 25
31. Моделирование данных. Метод IDEF1X. 26
32. CASE-средство для концептуального моделирования данных на стадии формирования требований к ИС – Silverrun. 27
33. Нормализация. Функциональная зависимость. Первая, вторая, третья нормальные формы. Нормальная форма Бойса – Кодда. 28
34. Инструментальные средства моделирования. Проектирование баз данных с использованием СА ERWin Data Modeler (ERWin). 28
35. Алгоритм перехода от ER – модели к реляционной схеме данных. 28
36. Основные принципы объектно-ориентированного моделирования. 29
37. Сущность методологии объектно-ориентированного анализа и проектирования. 30
38. Язык объектного моделирования UML. Виды диаграмм UML. Последовательность построения диаграмм. 31
39. Модель прецедентов (вариантов использования, use-cases). 32
40. Моделирование статической структуры системы с помощью диаграммы классов: стереотипы классов. 32
41. Моделирование статической структуры системы с помощью диаграммы классов: механизм пакетов. 32
42. Моделирование статической структуры системы с помощью диаграммы классов: атрибуты. 33
43. Моделирование статической структуры системы с помощью диаграммы классов: основные и вспомогательные операции. 33
44. Моделирование статической структуры системы с помощью диаграммы классов: типы связей. 33
45. Инкапсуляция, наследование, полиморфизм. 34
46. Моделирование поведения системы. 34
47. Использование диаграммы последовательностей для упорядочивания сообщений во времени. 35
48. Использование диаграммы кооперации для описания структурной организации объектов. 35
49. Моделирование физических аспектов функционирования системы с помощью диаграмм развертывания. 35
50. Особенности построения физической модели базы данных. 36
51. Ограничения ссылочной целостности. 37
52. Моделирование процессов обработки данных. 38
53. Индексирование. 38
54. Методы совместного доступа к базам данных. 39
55. Транзакции и блокировки. 40
56. Типы параллелизма. 41
57. Свойства транзакций. Способы завершения транзакций. 42
58. Проблемы параллельного выполнения транзакций. 43
59. Методы сериализации транзакций. Механизм блокировок. Типы конфликтов. 44
Если одна транзакция заблокировала данные, то остальные транзакции при обращении к данным обязаны ждать разблокировки 44
Взаимоблокировкой считается ситуация когда транзакции оказываются в режиме ожидания, длящемся бесконечно долго 44
Оптимистическое решение проблемы взаимоблокировок позволяет взаимоблокировке произойти, но затем восстанавливает систему откатывая одну из транзакций, участвующих во взаимоблокировке 44
60. Правила совместимости захватов. Проблема тупиковых ситуаций и её решение. 45
61. Уровни изолированности пользователей. 46
62. Гранулированные синхронизационные захваты. 47
63. Метод временных меток. 47
Более старая транзакция откатывается при попытке доступа к данным, задействованным более молодой транзакцией 47
64. Предикатные синхронизационные захваты. 48
Базы данных: основные понятия и определения. Требования, предъявляемые к базам данных.
База данных (БД) - поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, а также их оптимальное использование для одного или нескольких приложений. Всякая БД должна представлять собой систему данных о предметной области.
Упрощенная схема систем баз данных состоит из 4-х главных компонентов:
данные
аппаратное обеспечение
программное обеспечение
пользователи
Степень детализации БД по отношению к заданной предметной области определяется рядом факторов:
цель использования информации из БД
сложность процессов, существующих в конкретных условиях
Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации. СУБД, как специальный программный инструментарий, помогает централизованно создавать БД, поддерживать ее, обеспечивать к ней доступ пользователям.
База знаний - организованная по особым принципам совокупность знаний, относящихся к какой-либо предметной области. (В БД единицы информации представляют несвязанные друг с другом сведения, в БЗ эти же элементы связаны определенными отношениями как между собой, так и с понятиями внешнего мира)
Требования, предъявляемые к базам данных:
Надежность – база данных должна быть защищена от потери данных и сбоев в работе.
Эффективность – база данных должна обеспечивать быстрый доступ к данным и быструю обработку запросов.
Гибкость – база данных должна быть способна адаптироваться к изменениям в бизнес-процессах и требованиях пользователей.
Целостность – база данных должна поддерживать целостность данных, т.е. гарантировать, что данные не будут нарушены или изменены неправильно.
Безопасность – база данных должна быть защищена от несанкционированного доступа и злоумышленных действий.
Корректность схемы БД.
Обеспечение ограничений на ресурсы вычислительной системы.
Эффективность функционирования.
Защита данных.
Гибкость.
Простота и удобство эксплуатации.
Выбор хранимых данных.
Исходными данными для анализа информационных потоков в управляемой системе являются данные о парных взаимосвязях (либо отношение есть, либо его нет) между наборами информационных элементов (входные, промежуточные, выходные данные, которые и составляют эти самые наборы данных).
Основные понятия:
Информационные элементы - различные типы входных, промежуточных и выходных данных, которые составляют наборы входных N1, промежуточных N2 и выходных N3 элементов данных.
Матрица смежности (В) - квадратная бинарная матрица, проиндексированная по обеим осям множеством информационных элементов D = {c} где s- число этих элементов:
Щ
По матрице смежности строится Информационный граф. Пусть для элементов D = {d1, d2, d3, d4} матрица смежности имеет вид:
Тогда Информационный граф будет соответствовать рисунку ниже:
