- •М.А.Андриянова, м.А.Князева
- •Учебное пособие
- •Часть 2
- •Тема 1.Базы данных 7
- •Тема 2.Модели и моделирование 23
- •Тема 3.Компьютерные сети 39
- •Тема 4.Информационная безопасность 77
- •Тема 5.Искусственный интеллект 84
- •Предисловие
- •Тема 1.Базы данных
- •1.1.Основные понятия баз данных
- •1.2.Виды моделей бд
- •1.2.1.Иерархическая модель данных
- •1.2.2.Сетевая модель данных
- •1.2.3.Реляционная модель данных
- •1.3.Классификация баз данных
- •1.4.Проектирование реляционной бд
- •1.4.1.Требования к бд
- •1.4.2.Трехуровневая архитектура представления данных
- •1.4.3.Средства представления инфологической модели данных
- •1.4.4.Нормализация отношений
- •Первая нормальная форма
- •Вторая нормальная форма
- •Третья нормальная форма
- •1.5.Основы использования языка sql
- •1.5.1.Язык Описания Данных
- •1.6.Язык Манипулирования Данными
- •1.7.Тесты для самопроверки
- •2.1.Ключевые этапы моделирования
- •2.2.Обобщённая классификация моделей
- •2.2.1.Категориальные модели
- •2.2.2.Модели, фиксирующие особенности свойств оригинала
- •2.2.3.Природа моделей
- •2.2.4.Основания для перехода от модели к оригиналу
- •2.3.Классификация математических моделей
- •2.3.1.Модели, определяемые методом получения результата
- •2.3.2.Модели, определяемые инструментальной средой моделирования
- •2.4.Тесты для самопроверки
- •3.2.Топология компьютерных сетей
- •3.3.Структура вычислительной сети
- •3.3.1.Компьютеры
- •3.3.2.Каналы передачи данных
- •3.3.3.Устройства сопряжения эвм с аппаратурой передачи данных
- •3.3.4.Устройства межсетевого интерфейса
- •3.3.5.Устройства коммутации
- •3.3.6.Методы доступа к каналам связи
- •3.4.Локальные сети
- •3.5.Организация работы в локальной сети
- •3.5.1.Сеть с файловым сервером
- •3.5.2.Одноранговая сеть
- •3.5.3.Модель открытой системы взаимодействия
- •3.6.Возможности сети Интернет
- •3.6.1.Программное обеспечение работы в Интернет
- •3.6.2.Адресация и протоколы в Интернет
- •3.7.Службы Интернета
- •3.7.1.Терминальный режим
- •3.7.2.Всемирная паутина, или WorldWideWeb
- •3.7.3.Служба Gopher
- •3.7.4.Файловые информационные ресурсы ftp
- •3.7.5.Электронная почта (e-mail)
- •3.7.6.Списки рассылки (Mail List)
- •3.7.7.Новости, или конференции
- •3.7.8.Передача разговоров по Интернету
- •3.7.9.Многопользовательские области, или Игры в Internet
- •3.7.10.Радиовещание Интернет (Internet Talk Radio)
- •3.7.11.Базы данных wais
- •3.8.Сетевая операционная система (сос)
- •3.8.1.Сетевая операционная система aix
- •3.8.2.Сетевая операционная система Cairo
- •3.8.3.Сетевая операционная система Dayton
- •3.8.4.Сетевая операционная система lan Server
- •3.8.5.Сетевая операционная система NetWare
- •3.8.6.Сетевая операционная система vines
- •3.8.7.Сетевая операционная система Windows 95
- •3.8.8.Сетевая операционная система Windows nt*
- •3.8.9.Сетевая операционная система Windows ntas
- •3.8.10.Операционная система unix
- •3.9.Тесты для самопроверки
- •6. Какой домен обозначает образовательные структуры?
- •4.2.Объекты и элементы защиты в компьютерных системах обработки данных
- •4.3.Средства опознания и разграничения доступа к информации
- •4.4.Криптографический метод защиты информации
- •4.5.Компьютерные вирусы и антивирусные программные средства
- •4.6.Защита программных продуктов
- •4.7.Обеспечение безопасности данных на автономном компьютере
- •4.8.Безопасность данных компьютерных сетей
- •4.9.Тесты для самопроверки
- •5.2.Типичные модели представления знаний
- •5.2.1.Логическая модель представления знаний
- •5.2.2.Представление знаний правилами продукций
- •5.2.3.Объектно-ориентированное представление знаний фреймами
- •5.2.4.Модель семантической сети
- •5.3.Эволюционные аналогии в искусственных интеллектуальных системах
- •5.4.Тесты для самопроверки
- •Информатика
- •Часть 2
- •300600, Г. Тула, пр. Ленина, 92
- •300600, Г. Тула, ул. Болдина, 151
1.4.4.Нормализация отношений
Одни и те же данные могут группироваться в таблицы (сущности, отношения) различными способами. Группировка атрибутов в таблицах должна быть рациональной, т.е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки
Нормализация отношений –формальный аппарат ограничений на формирование отношений (таблиц), который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение (ввод, корректировку) базы данных.
Выделяют пять нормальных форм отношений. Эти формы предназначены для уменьшения избыточности информации от первой до пятой нормальных форм. Поэтому каждая последующая нормальная форма должна удовлетворять требованиям предыдущей формы и некоторым дополнительным условиям. При практическом проектировании баз данных четвертая и пятая формы, как правило, не используются.
Процедуру нормализации рассмотрим на примере проектирования многотабличной БД Заказы, содержащей следующую информацию:
· Сведения о покупателях
· Дату заказа и количество заказанного товара, данные о менеджере, обслуживающем заказ
· Характеристику проданного товара (наименование, стоимость, и т.д.)
Рисунок
7 - Ненормализованная БД
· Приходится тратить значительное время на ввод повторяющихся данных. Например, для всех заказов, сделанных одним заказчиком, придется каждый раз вводить одни и те же данные о заказчике.
· При изменении адреса или телефона заказчика необходимо корректировать все записи, содержащие сведения о заказах этого заказчика.
· Наличие повторяющейся информации приведет к неоправданному увеличению размера БД. В результате снизится скорость выполнения запросов. Кроме того, повторяющиеся данные нерационально используют дисковое пространство компьютера.
· Любые нештатные ситуации потребуют значительного времени для получения требуемой информации.
Первая нормальная форма
Таблица, структура которой приведена на рисунке 7, является ненормализованной. Таблица в первой нормальной форме (1НФ) должна удовлетворять следующим требованиям:
· Таблица не должна иметь повторяющихся записей.
· В таблице должны отсутствовать повторяющиеся группы полей.
· Строки должны быть не упорядочены
· Столбцы должны быть не упорядочены.
Для удовлетворения условия 1 значение хотя бы одного поля таблицы для каждой строки таблицы должно быть уникально, т.е. быть ключом. Таблица Заказы не содержит такого ключа, что допускает наличие в таблице повторяющихся записей.
В таблицах большинства СУБД записи упорядочены, поэтому требование 3 не может быть удовлетворено.
Так как каждый покупатель может сделать несколько заказов, в каждом из которых в свою очередь может заказать несколько товаров, то для выполнения требования 2, необходимо разбить таблицу на три таблицы:
· сведения о заказчиках
· номер и дату заказ клиента, данные о менеджере, обслуживающем заказ.
· код, наименование, количество заказанного товара.
Поэтому разобьем таблицу Заказы на три отдельные таблицы (Заказчик, Заказ и Заказано) и определим ИНН фирмы в качестве совпадающего поля для связывания таблицы Заказчик с таблицей Заказ и № заказа – для связывания таблиц Заказ и Заказано (рисунок 8)
Отметим, что отношение между связываемыми таблицами “один-ко-многим”
Таблица Заказ содержит данные о клиентах. Определим ключевое поле ИНН фирмы. Аналогично для таблицы Заказ – ключевое поле Номер Заказа. Таким образом, для таблиц Клиенты и Заказы решена проблема повторяющихся групп.
Таблица Заказано содержит сведения о товарах, включенных в заданный заказ. Для исключения повторяющихся записей можно воспользоваться одним из способов:
· Добавить в таблицу новое уникальное ключевое поле Счетчик, что позволит однозначно идентифицировать каждую запись. Это не лучший способ, т.е. в дальнейшем при построении схемы данных не позволит установить связь между таблицами.
· В качестве ключа использовать составной ключ, состоящий из 2 полей Номер Заказа и Код товара
После разделения повторяющихся строк и определения ключей в каждой таблице можно считать, что таблицы Заказчик, Заказ и Заказано находятся в первой нормальной форме.