Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Формирование баз данных. Учебно-методический комплекс для студентов очной и заочной форм обучения по направлению 071900 «Библиотечно-информационная де
.pdf
Содержание раздела
Результаты
обучения
технологией формирования баз
данных (ОК-12;
ПК-3; ПК-29)
Тема 6. Оценка качества и сертификация баз данных
Оценка баз данных. Критерии оценки баз данных. Функциональные требования к качеству баз данных. Конструктивные требования к качеству баз данных. Номенклатура показателей качества баз данных.
Понятие «сертификация баз данных». Виды сертификации баз данных. Система сертификации баз данных
(ССБД). Принципы ССБД.
Нормативно-техническая база
сертификации баз данных. НТЦ «Информрегистр» как
центр сертификации баз данных
Формируемые
компетенции:
ОК-12; ПК-1;
ПК-3; ПК-29
Студент должен
теоретические
основы формирования баз данных
(ОК-12; ПК-3; ПК-
29);
уметь проекти-
ровать, формировать, регистрировать и актуализировать разные
виды баз данных
(ОК-12; ПК-1;
Тема 7. Формирование и использование баз данных в
библиотеке
Библиотека как центр разработки и использования баз
данных. Виды баз данных, создаваемые и применяемые в
библиотеках. Особенности разработки баз данных в библиотеке. Базы данных в обслуживании пользователей
библиотек. Базы данных библиотек в Интернет. Удаленные базы данных как электронный ресурс, их значение
для библиотек.
-3; ПК-29)
ПК
Формируемые
компетенции:
ОК-12; ПК-1;
ПК-3; ПК-29
Студент должен
осознавать зна-
чимость баз данных в библиотечноинформационной
деятельности на современном этапе
развития информационных технологий (ПК-1; ПК-3);
11
Содержание раздела
Результаты
обучения
уметь проекти-
ровать, формировать, регистрировать и актуализировать разные виды баз данных
(ОК-12; ПК-1;
ПК-3; ПК-29);
– владеть технологией формирования баз данных
(ОК-12; ПК-3; ПК-
29)
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЛЕКЦИОННОЙ
ЧАСТИ КУРСА «ФОРМИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ»
Представленные методические указания раскрывают важные вопросы по темам дисциплины, позволяя студенту очной и заочной форм обучения самостоятельно готовиться к учебным занятиям и ориентироваться в
учебной литературе по курсу.
Тема 1. Базы данных: понятие, классификация,
потребительские свойства
Цель: рассмотреть понятие, классификацию и потребительские свой-
ства баз данных.
Основные задачи:
определить место курса «Формирование баз данных» в подготовке
1)
бакалавров библиотечно-информационной деятельности,
2) охарактеризовать понятие «базы данных»,
3) проанализировать существующие подходы к классификации баз
данных,
4) рассмотреть требования и потребительские свойства баз данных.
Рекомендуемая литература:14, 15, 18, 19, 20, 21, 24, 25, 31.
12
Основная часть
Базы данных – важная и наиболее перспективная составляющая информационных ресурсов современного общества. Мировой рынок содержит десятки тысяч БД, обеспечивающих возможность многоаспектного
поиска информации.
Термин «база данных» появился при традиционном использовании
ЭВМ в системах обработки данных. Определение понятия «база данных»
нашло отражение в государственных стандартах, справочной и учебной
литературе.
В ГОСТе 7.70-2003 понятие «база данных» понимается как совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения данных и манипулирования
данными, независимо от прикладных программ [14]. ГОСТ 7.73-96
трактует понятие «база данных» как «набор данных, который достаточен
для установленной цели и представлен на машинном носителе в виде, позволяющем осуществлять автоматизированную переработку содержащейся
в нем информации» [15].
Понятие «база данных» рассмотрено в учебных изданиях Н. Н. Макаровой [25], А. И. Земскова и Я. Л. Шрайберга [24], С. М. Диго [19] и др.
На основе анализа представленных определений понятия «база данных» можно выделить его основные признаки:
1) совокупность данных,
2) структурированность (организованность) данных,
3) представление на машинном носителе,
4) принадлежность к определенной предметной области,
5) наличие связей между данными,
6) использование специализированных языковых средств и систем
управления базами данных.
Проведенный анализ определений понятия «база данных» позволяет
дать следующее рабочее определение: база данных – это структурированная совокупность взаимосвязанных данных, относящихся к определенной
предметной области, представленная на машинном носителе с использованием специализированных языковых средств и систем управления базами
данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки информации.
13
В библиотечно-информационной деятельности используются разнообразные виды баз данных. Разновидности баз данных выявлены на основе
их классификации. В литературе представлен ряд классификаций баз данных.
Наиболее полное видовое многообразие баз данных представлено в
ГОСТе 7.73-96 Поиск и распространение информации. Термины и определения [15].
В «Справочнике библиографа» дана классификация баз данных по
характеру предоставляемой пользователям информации [31].
С позиции использования баз данных для систематизации информационных продуктов и услуг представлена классификация в учебнике
Н. Н. Макаровой [25].
Многоаспектная классификация баз данных предложена в учебнике
С. М. Диго [19] и учебном пособии О. Л. Голициной [18].
Наибольший интерес для библиотечно-информационной сферы вызывает классификация баз данных, представленная в учебном пособии
И. С. Пилко [21].
Основные требования, предъявляемые к базам данных, изложены в
учебном пособии А. В. Кузина [20]:
производительность и готовность. Запросы от пользователя ба-
зой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы;
минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использова-
ния данных, минимизация затрат на внесение изменений
;
простота и легкость использования. Пользователи могут легко
узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны
пользователя;
простота внесения изменений. База данных может увеличиваться
и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных;
возможность поиска. Пользователь
базы данных может обращаться с самыми различными запросами по поводу хранимых в ней данных.
Для реализации этого служит так называемый язык запросов;
целостность. Современные базы данных могут содержать данные,
используемые многими пользователями. Очень важно, чтобы в процессе
14
работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Кроме того,
аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных;
безопасность и секретность. Под безопасностью данных пони-
мают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним
лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения. Секретность определяется как право
отдельных лиц или организаций решать, когда, как и какое количество информации может быть передано другим лицам или организациям;
К основным потребительским свойствам БД можно отнести способ-
ность БД:
удовлетворять требованиям заказчика и содержать сведения
только о тех объектах, которые интересуют заказчика;
обладать приемлемым быстродействием, то есть пользователь
должен получать необходимые ему сведения за короткое время;
содержать только достоверные данные. Достоверность данных
должна обеспечиваться как при вводе новых данных, так и при редактировании уже имеющихся данных;
доступ к данным должны иметь определенные лица.
Перспективность баз данных как информационного ресурса и про-
дукта общества связана с такими их свойствами, как:
- способность накапливать большие объемы разной по форме и со-
держанию информации;
- возможность эффективного оперативного и много аспектного поис-
ка информации;
- возможность тиражирования и передачи
информации, хранящейся
в БД, большему количеству потребителей.
Контрольные вопросы:
1. В каких государственных стандартах содержится определение
понятия «база данных»? В чем отличие этих определений?
2. Назовите основные признаки базы данных.
3. Перечислите основные требования, предъявляемые к базам дан-
ных.
4. Какие основания деления лежат в основе классификации баз дан-
ных?
15
Тема 2. Теоретические основы разработки баз данных
Цель: охарактеризовать терминологические и теоретические основа-
ния разработки баз данных.
Основные задачи:
1) дать терминологическую характеристику основных понятий тео-
рии разработки баз данных,
2) охарактеризовать модели данных, их сущность и назначение,
3) рассмотреть классификацию моделей данных.
Рекомендуемая литература:18, 19, 20, 26.
Основная часть
Теоретические вопросы разработки
БД своими корнями уходят в ин-
форматику, где разработаны основные подходы, принципы, терминология.
Основу для разработки баз данных составляют понятия «реальный
мир» и «предметная область». Данные понятия подробно рассмотрены в
учебных пособиях [18; 19; 26].
«Реальный мир» отображается совокупностью конкретных и абстрактных понятий, между которыми существуют определенные связи.
Представление в базе данных
конкретных и абстрактных понятий и связей
между ними является предпосылкой того, что пользователь будет иметь
практически все знания о реальном мире. Реальный мир, который должен
быть отображен в базе данных, называют предметной областью.
Например, можно говорить об электронном каталоге как библиографической базе данных и о предметной области, понятийная структура
которой
представлена в этой базе. Пользователь, который обращается к
этой базе, должен владеть основными понятиями, отображающими данную предметную область.
Характеристика основных понятий разработки баз данных (объект,
сущность, данные, атрибут, связь, ссылочная целостность, триггер и др.)
представлена в работах О. Л. Голициной [18], С. М. Диго [19], А. В. Кузина [20].
Ядром любой
базы данных является модель данных. Модель данных – это совокупность структур данных и операций их обработки. Отражение предметной области в базе данных происходит посредством информационных моделей. Чаще всего выделяют три уровня моделей: логиче-
ский, физический и внешний. Для того чтобы спроектировать структуру
базы данных, необходима исходная информация о предметной
16
области.
Формализованное описание предметной области называется инфологической моделью предметной области или концептуальной моделью. Сущность концептуальной модели предметной области изложена в работах
[18; 19; 26].
Принято выделять три типа логических моделей: иерархическую, се-
тевую и реляционную модели.
Иерархическая модель – жестко структурированная модель, то есть
взаимосвязь между объектами внутри модели подчинена строгому ранжиру (рис. 1)
1
1.1
1.2
1.1.1
1.1.2
1.2.1
1.2.2
Рис. 1. Иерархическая модель
Основные достоинства данной модели – простота описания иерархических структур реального мира и быстрое выполнение запросов. Однако
не всегда удобно каждый раз начинать поиск нужных данных с корня, а
другого способа перемещения по базе в иерархических структурах нет.
Сетевая модель более демократична. В ней отсутствует понятие
главного и подчиненного объекта (рис. 2). Один и тот же объект может выступать как главный и как подчиненный, то есть иметь любое количество
взаимосвязей. Здесь допустимы связи на одном уровне.
1
1.1
1.2
1.1.1 1.1.2
1.2.1
Рис. 2. Сетевая модель
17
1.2.2
Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к
информации в базе данных. Однако, поскольку каждый элемент данных
должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти компьютера.
В реляционной модели объекты представлены в виде таблиц (двумерных массивов) (рис. 3). Причем в таблице могут отображаться не только
объекты, но и связи. Каждая таблица состоит из произвольного количества
строк и произвольного количества столбцов. Обязательным условием построения реляционной модели является наличие в каждой таблице первичного ключа.
Рис. 3. Реляционная модель данных
Данный вид модели имеет наибольшее распространение при построении баз данных. Способ представления данных в виде таблиц в отличие от иерархической и сетевой моделей, во-первых, понятен пользователю-непрограммисту, во-вторых, позволяет легко изменять схемы –
присоединять новые записи и данные без изменения структуры и,
в-третьих, обеспечивает необходимую гибкость при обработке непредвиденных запросов.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение понятия «предметная область»..
2. Чем отличается предметная область от реального мира?
3. Определите понятия первичного и альтернативного ключа записи.
4. Чем иерархическая модель отличается от сетевой?
18
Тема 3. Технология проектирования баз данных
Цель: рассмотреть технологию проектирования баз данных.
Основные задачи:
1) охарактеризовать понятия «проектирование базы данных» и «про-
ект базы данных»,
2) рассмотреть технологические этапы проектирования баз данных.
Рекомендуемая литература:18, 20, 26, 30.
Основная часть
Технология баз данных складывается из технологии проектирования и
технологии формирования баз данных. Понятия «проектирование»
и «про-
ект» по отношению к базам данных рассмотрены в работах [18; 20; 26; 30].
Процесс проектирования базы данных включает системный анализ
предметной области, концептуальное проектирование, даталогическое
проектирование, физическое проектирование [18; 26].
В рамках системного анализа предметной области проводится подробное словесное описание объектов предметной области и реальных связей, которые присутствуют между этими объектами. Существуют два
подхода к выбору состава и структуры предметной области: функциональный
и предметный [26]. Результатом системного анализа является подробное
описание информации об объектах предметной области в форме технического задания, в котором фиксируются требования, предъявляемые к БД.
Концептуальное (инфологическое) проектирование предполагает
сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются
следующие мероприятия:
обследование предметной области, изучение ее информационной
структуры;
выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется
пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами;
моделирование и интеграция всех представлений.
Результатом данного этапа является концептуальная модель, инвариантная к структуре базы данных. Часто она
представляется в виде модели
«сущность-связь» (ER-модели).
Логическое (даталогическое) проектирование – преобразование требований к данным в структуры данных. Даталогическое проектирование
базы данных может быть выполнено двумя путями: путем декомпозиции и
19
путем синтеза [20]. Процесс проектирования базы данных связан с теорией
нормализации, основанной на анализе функциональных зависимостей между атрибутами сущностей. Нормализация – это разбиение таблицы на две
или более с целью ликвидации дублирования и потенциальной их противоречивости. В теории нормализации принято выделять пять нормальных
форм. Основные свойства нормальных форм:
каждая
следующая нормальная форма в некотором смысле улуч-
шает свойства предыдущей;
при переходе к следующей нормальной форме свойства предыду-
щих нормальных форм сохраняются.
Описание каждой нормальной формы представлено в работах
О. Л. Голициной [18], Т. С. Карповой [26], Б. Я. Советова [30]. В результате логического проектирования создается СУБД-ориентированная структура базы
данных и спецификации прикладных программ. На данном этапе
часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.
Физическое проектирование – определение особенностей хранения
данных, методов доступа и т. д. Стадия физического проектирования базы
данных включает: выбор способа организации базы данных, разработку
спецификации внутренней схемы средствами модели данных
ее внутреннего уровня, описание отображения концептуальной модели во внутреннюю модель.
Контрольные вопросы:
1. Перечислите основные этапы проектирования базы данных.
2. В чем заключается сущность даталогического проектирования?
3. Что называется инфологической моделью?
4. В чем отличие логической и физической модели?
Цель: раскрыть технологию формирования
Основные задачи:
1) выделить направления формирования баз данных,
2) охарактеризовать технологические процессы и операции форми-
рования библиографических и фактографических баз данных.
Рекомендуемая литература:19, 31.
Тема 4. Технология формирования баз данных
баз данных.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]