29.Логическое проектирование, его цель и процедуры.

Цель– преобразование концептуальной модели на основе выбранной модели данных в логическую модель, не зависимую от особенностей используемой в дальнейшем СУБД для физической реализации базы данных. Для ее достижения выполняются следующие процедуры: 1. Выбор модели данных. 2. Определение набора таблиц исходя из ER-модели и их документирование. 3. Нормализация таблиц. 4. Проверка логической модели данных на предмет возможности выполнения всех транзакций, предусмотренных пользователями. Транзакция – это набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью изменения содержимого базы данных. 5. Определение требований поддержки целостности данных и их документирование. Должны быть рассмотрены следующие типы ограничений: · обязательные данные; · ограничения для значений атрибутов; · целостность сущностей; · ссылочная целостность; · ограничения, накладываемые бизнес-правилами. Сведения обо всех установленных ограничениях целостности данных помещаются в словарь данных.6. Создание окончательного варианта логической модели данных и обсуждение его с пользователями.

30.Физическое проектирование, его цель и процедуры.

Цель– описание конкретной реализации базы данных, размещаемой во внешней памяти компьютера. Это описание структуры хранения данных и эффективных методов доступа к данным базы. При логическом проектировании отвечают на вопрос – что надо сделать, а при физическом – выбирается способ, как это сделать. Процедуры физического проектирования следующие: 1. Проектирование таблиц базы данных средствами выбранной СУБД. 2. Реализация бизнес-правил в среде выбранной СУБД. Все решения, принятые в связи с реализацией бизнес-правил предметной области, подробно описываются в сопроводительной документации. 3. Проектирование физической организации базы данных. 4. Разработка стратегии защиты базы данных. 5. Организация мониторинга функционирования базы данных и ее настройка

31.Понятие субд. Архитектура субд.

Система управления базами данных (СУБД) – это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Современная СУБД содержит в своем составе программные средства создания баз данных, средства работы с данными и сервисные средства. В среде СУБД можно выделить следующих пять основных компонентов: аппаратное обеспечение, программное обеспечение, данные, процедуры и пользователи. Пользователи: клиенты БД, администратор БД, прикладные программисты. Подсистема средств проектирования представляет собой набор инструментов, упрощающих проектирование и реализацию баз данных и их приложений. Подсистема обработки обеспечивает обработку компонентов приложений, созданных с помощью средств проектирования. Третий компонент СУБД – ее ядро- выполняет функцию посредника между подсистемой средств проектирования и обработки и данными. Ядро СУБД получает запросы от двух других компонентов, выраженные в терминах таблиц, строк и столбцов, и преобразует эти запросы в команды операционной системы, выполняющие запись и чтение данных с физического устройства. Кроме того, ядро СУБД участвует в управлении транзакциями, блокировке, резервном копировании и восстановлении.

32.Функциональные возможности и производительность СУБД. К основным функциям СУБД относятся: - Ведение системного каталога, доступного конечным пользователям. Системный каталог, или словарь данных, является хранилищем информации, описывающей данные в базе данных (по сути, это "данные о данных", или метаданные). Наличие системного каталога позволяет:• централизовано хранить информацию о данных, что обеспечивает контроль доступа к этим данным и любому другому ресурсу;• легко обнаружить избыточность и противоречивость описания отдельных элементов данных;• протоколировать внесение в базу данных изменений и определить их последствия еще до их внесения, поскольку в системном каталоге зафиксированы все существующие элементы данных, установленные между ними связи, а также все их пользователи;• усилить меры обеспечения безопасности;• выполнять аудит сохраняемой информации.- Поддержка транзакций.. Транзакция представляет собой набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью доступа или изменения содержимого базы данных. - Поддержка параллельной работы. - Восстановление базы данных после сбоев. Журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.- Контроль доступа к данным. - Поддержка обмена данными. - Поддержка целостности данных. - Поддержка независимости от данных.

Производительность СУБД оценивается:• временем выполнения запросов;• скоростью поиска информации в неиндексированных полях;• временем выполнения операций импортирования базы данных из других форматов;• скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных;• максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме;• временем генерации отчета. На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:• СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;• производительность собственных прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.

33.Классификация СУБД. Режимы работы пользователя с СУБД. По степени универсальности различают СУБД общего и специального назначения.

Важнейшим классификационным признаком СУБД является тип модели данных, поддерживаемый СУБД. По этому признаку СУБД делятся на: · иерархические. Первой иерархической СУБД была система IMS (Information Management System) компании IBM, коммерческое распространение которой началось в 1968 г.; · сетевые. Первой сетевой СУБД считается система IDS (Integrated Data Store), разработанная компанией General Electric немного позже системы IMS; · реляционные. Первые коммерческие реляционные СУБД от компаний IBM, Oracle Corporation, Relation Technology Inc. и других поставщиков появились в начале 80-х годов. · объектно-реляционные (постреляционные). Объектно-реляционные СУБД продолжают использовать стандартный язык запросов для реляционных БД – SQL, но с объектными расширениями; · объектно-ориентированные. В основе объектно-ориентированных СУБД лежит объектно-ориентированная модель обработки данных. · многомерные, в основе которых лежит многомерная модель данных. На самом общем уровне все СУБД можно разделить на:- профессиональные (промышленные), которые представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. Oracle, DB2, Sybase, Informix, Inqres, Progress.

- персональные (настольные). Это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей и предназначенная для использования на персональном компьютере, это объясняет их второе название – настольные. DBASE, FoxBase, FoxPro, Clipper, Paradox, Access. В настоящее время среди СУБД выделяют СУБД (условно говоря) промежуточные между профессиональными и персональными.SQL Windows/SQL Base, Interbase, Microsoft SQL Server. Настольные и серверные(по принципу обработки запросов к БД)

34.Функции СУБД. К числу функций СУБД принято относить следующие: - управление данными во внешней памяти; - управление буферами оперативной памяти; - управление транзакциями; - журнализация и восстановление БД после сбоев; - поддержание языков БД.

Вспомогательные функции. СУБД должна предоставлять некоторый набор различных вспомогательных функций, обычно предназначенных для администрирования базы данных, импорта и экспорта БД, мониторинга характеристик функционирования и использования базы данных, статистического анализа (оценка производительности или степени использования базы данных), реорганизации индексов, перераспределения памяти.

35.Направления развития СУБД: расширение множества типов обрабатываемых данных, интеграция технологий баз данных и Web-технологий, превращение СУБД в системы управления базами знаний. 1. Расширение мн-ва типов обрабатываемых данных. Соврем СУБД позволяют хранение и обработку данных след типов: логии, графич изображ, док-в, звука, видео, гиперссылок и др. 2. Комбинир-е технологий www и технологий Бд. Оно открывает много новых возможностей создания все более совершенных приложений БД потому что: - web-браузеры предоставляют широко распростран и простой в исп-ии GUI, кот можно применять длядоступа ко многим типам объектов, включая и БД. Исп-е широко распростр типового интерфейса позволяет сократить расходы на обучение конечных пользователей, - разработчикам не надо вносить в приложения изменения, чтобы они могли работать в разными ОС или разными пользоват-ми интерфейсами, - web-среда имеет встроенную поддержку сетевого доступа(достат-но ввести URL-адрес) и нет необх-ти приобретения дорогого сетевого ПО. Недостатки интеграции Бд в среду web: - недостат надежность, высокие требования к пропускной спос-ти сети (для Интернет она <= 1,544 Мбит/сек), - слабая защищенность передачи данных, - высокая ст-сть. 3. Превращ-е СУБД в СУБЗ. Традиционные базы пассивны, они обеспечивают, главным образом, хранение данных. В наст время базы стан-ся активными.

36.Знания, их виды. Базы знаний. Экспертные системы. Знания-закономерности предметной области(принципы, связи, законы), получен в рез-те практич деят-ти и проф опыта, позволяющие спец-ам ставить и решать задачи в этой области. По степени научности: -житейские, -научные (поверхностные (эмпирические), глубинные(теоретические)). По месту нахождения: - личностные(неявные, скрытые), - формализованные(явные). По природе: - процедурные(алгоритмы разного рода), -декларативные(создают лишь представление о стр-ре неких понятий). БЗ- семантическая модель, описыв предметн область и позволяющая отвечать на такие вопросы из этой предметной обл-ти, ответы на кот в явном виде не присутствуют в базе. БЗ включает один или неск-ко спец образом организованных файлов, хранящих систематизир сов-ть понятий, правил, фактов, относящ к некоторой предметной области. Содержимое БЗ оформляется, связывается м-ду собой и представляется так, что на его основе с пом спец программ осущ-ть рассуждения и делать выводы, получая сведния, кот в явном виде могут не присутствовать в БЗ. Для построения БЗ применяются методы искусств интеллекта, языки предоставления знаний и интеллектуальный интерфейс. Ядро любой системы искусств интеллекта - БЗ. К таким сис-мам искусств интеллекта относ-ся экспертные сис-мы- комп программы, способные заменить специалиста, эксперта в решении проблемной ситуации. Осн. Модели предоставления знаний: - продукционные модели, - семантический сети, - фреймы, -формальные логич модели.

37.Продукционные модели. База фактов. База правил. Работа машины вывода. ПМ-модель, основанная на представлении знаний в виде правил «Если (условие), то (действие)». Условие- некоторое предложение, образец, по которому осущ-ся поиск в базе знаний. Действие- действия, выполняемые при успешном исходе поиска. Исходные факты (данные)- хранятся в базе фактов, набор правил- в БЗ. На основе базы фактов запускается машина вывода или интерпретатор правил – программа, управляющая перебором правил из БЗ. Функции машины вывода: 1. Просмотр существенных фактов из рабочей памяти(базы фактов), правил из БЗ и добавление по возможности в рабочую память новых фактов. 2. Определяет порядок просмотра и применение правил. В больш-ве сис-м, основанных на знаниях, машина вывода-небольшая по объему программа из двух компонентов: компонента вывода и управляющего компонента. ПМ привлекает наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений и простотой мех-ма логич вывода. Недостаток: при накоплении большого числа прод-ии они начинают противоречить др др. ЭКСПЕРТ, ЭКО-примеры экспертных сис-м на основе ПМ..

38.Семантические сети. Виды отношений. Пример семантической сети. СС- ориентированный граф, вершины кот есть понятия, а дуги-отношения м-ду ними. Понятия- абстрактные или конкрет объекты. Наиборлее часто используемые связи: 1. Связи типа «часть-целое»(класс-подкласс), 2. Функциональные (глагол), 3. Количественные (>,<,=), 4. Пространственные (например, далеко от), 5. Временные(раньше, позже), 6. Атрибутивные(иметь св-во), 7. Логические (и, или, не…). Поиск решения в БЗ типа СС сводится к поиску фрагмента сети, отражающего поставленный запрос к базе. Преимущ-во: более других моделей соответствует представлениям об организации долговременной памяти человека. Недостаток: сложность орг-ии процедуры поиска вывода на СС. Экспертные системы, исп-ие СС в кач-ве языка представления знаний-PROSPECTOR, CANSET, TORUS.

39.Фреймы, их виды, структура. Сети фреймов. Примеры фреймов. Фрейм-абстрактный образ для представления некого стереотипа восприятия. Фрейм-формализованная модель для отображения образа. Различают фреймы-образцы, хранящ в БЗ, и фреймы-экземпляры, кот создаются для отображения реальных фактич ситуаций на основе поступающих данных. Всё многообразие знаний о мире можно отобразить через: 1 фреймы-структуры - для обозначения объектов и понятий(заем, залог, вексель), 2 фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент), 3 фреймы-сценарии(банкротство, собрание акционеров), 4 фреймы-ситуации(тревога, аврия, рабочий режим устр-ва). Любой фрем создает набор атрибутов – слотов, знач кот явл-ся конкр данными. Каждый слот имеет уникальное имя. Слоты могут получать значения: -по умолчанию от фрейма-образца, -через наследование св-в от фрейма, указанного в слоте АКО(A-kind-of, это), - по формуле, указан в слоте, -через присоединенную процедуру, - явно из диалога с пользователем, - из БД. В кач-ве значения слота может выступать имя другого фрейма. Тогда образ-ся сети фреймов. Примеры фрейм-ориентрированных экспертных сис-м: ANALYST, MODUS, TRISTAN, ATLERID.