4. Единицы физической и логической организации данных.

Единицы физ организации данных на носителях:1)бит; 2)байт; 3)полуслова(2 байта); 4)слова; 5)двойныеслова(8 байт); 6)поле(слово переменной длины); 7)блок(физ запись единиц обмена между опер памятью и внеш устройтсвом); 8)энстент(совокупность блоков расположенных послед распологающихся на внеш запомин устройстве); 9)набор данных (поименов совок энстентов); 10)том; 11)файл(совок энстентов,заним часть тома или нескольких).

Един логич орган-и данных в ИС:1)символ(байт); 2)поле(реквизит или атрибут); 3)агрегат данных(поимен совок полей); 4)запись(поим сов полей или агрегатов); 5)файл(поим сов всех экземпляров логич записей данного типа); 6)база данных(сок экземпляров различных типов записей и отношений между записями агрегатов и полями); 7)банк данных (система баз данных).

5. Базы данных – основа аис.

Автоматизированные информационные системы обеспечивают формирование, хранение и обновление больших массивов информации, оперативный поиск в них необходимых пользователю сведений с возможным их дальнейшим обобщением и анализом. В развитии АИС можно выделить два поколения.

Автоматизированные информационные системы первого поколения представляют собой наборы автономных файлов и управляющих ими прикладных программ. Недостатками этих АИС являются сложность эксплуатации системы, проблемы в обеспечении согласованности информации, высокая степень дублирования хранимых данных, зависимость прикладных программ от данных (при изменении структуры данных требуется переделывать все программы).

АИС второго поколения – банки данных. Это системы с высокой степенью интеграции данных и централизованным управлением ими, ориентированные на коллективное пользование. Под интеграцией данных понимается их объединение в единый информационный массив (базу данных), созданный по унифицированным правилам. Централизация управления предполагает передачу всех функций управления данными единому программному комплексу – системе управления базой данных (СУБД). Такая организация системы позволяет значительно облегчить работу пользователей с информацией, уменьшить избыточность данных, поддерживать эффективные технологии обеспечения согласованности и защиты данных.

6. Уровни моделей предметной области в аис

7. Классификация моделей данных в аис

Существуют иерархическая, сетевая, реляционная, объектно-ориентированная модель данных.

Иерархическая модель данных : Иерархическая модель данных (ИМД) представляет собой древовидную (иерархическую) структуру. В вершинах дерева находятся совокупности свойств данных, описывающих некоторый объект. В терминологии ИМД эти совокупности называются сегментами. Сегмент, у которого нет вышележащего уровня иерархии, называется корневым.

Основные свойства иерархической модели данных: 1. Каждый из подчиненных сегментов связан только с одним сегментом вышележащего уровня иерархии. Связи между сегментами одного уровня не допускаются. 2. Между сегментами двух уровней могут поддерживаться только связи «один ко многим» или «один к одному» .

Сетевая модель данных: В сетевой модели данных не накладывается никаких ограничений на количество связей, входящих в одну вершину. Следовательно, связи можно устанавливать не только между узлами соседних по подчиненности уровней, но и различных уровней . В сетевой модели, если на нее не накладывается никаких ограничений, в принципе любой объект может быть точкой входа в систему, каждый из объектов может быть связан с произвольным числом других объектов, и между записями связанных объектов могут быть любые отношения. Достоинствами сетевой модели данных по сравнению с иерархической моделью являются ее гибкость, возможность образования произвольных связей, экономичность. Недостатки – высокая сложность, практически исключающая возможность ее эксплуатации пользователями, не являющимися специалистами в области информационных технологий, ослабленный контроль целостности связей между объектами базы данных [ 15 ].

Реляционная модель данных: Реляционная модель данных (РМД) положена в основу большинства современных СУБД. Достоинствами модели являются простота размещения данных и удобство их интерпретации. Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде таблиц (отношений). Для РМД существует довольно строгое теоретическое обоснование. Представление данных в виде отношений позволяет использовать для обработки данных формальный математический аппарат реляционной алгебры отношений и реляционного исчисления. Понятия таблицы и отношения с практической точки зрения представляют собой одно и то же, поэтому в дальнейшем будут употребляться оба эти термина. Каждая таблица реляционной базы данных имеет имя и строку заголовков.

В терминологии реляционной модели данных каждый столбец таблицы называется полем (атрибутом), каждая строка таблицы – записью (кортежем).

К таблицам РМД предъявляются следующие требования: 1. Значения данных, расположенные на пересечении любых строки и столбца, должны быть неделимыми (атомарными, элементарными). Это требование означает, что в каждой ячейке таблицы может находиться только одно значение. 2. В таблице не должно быть полей с одинаковыми названиями, порядок расположения полей является произвольным. Наличие этого требования определяется тем, что поиск информации в таблице реализуется в полях, имена которых указаны в запросе. 3. Порядок следования записей может быть произвольным. 4. В таблице не должно быть одинаковых записей.

Важным следствием отсутствия в таблице одинаковых записей является наличие в ней первичного ключа. Значение первичного ключа должно быть уникальным для каждой записи таблицы, следовательно, должно однозначно определять каждую запись таблицы. Первичный ключ, определенный по нескольким полям, называется составным. В общем случае в таблице может быть несколько вероятных ключей, из которых один выбирается как первичный.

С помощью одной таблицы обычно не удается описать сложные структуры данных из предметной области. Поэтому реляционная модель данных предполагает создание нескольких таблиц, которые при необходимости связываются между собой по ключевым полям. Такая стратегия очень удобна, так как позволяет хранить постоянно и редко используемые данные в разных таблицах.

Объектно-ориентированная модель данных : Объектно-ориентированные СУБД базируются на идеях, сформулированных в объектно-ориентированных языках программирования (наследования, инкапсуляции и полиморфизма). Предметная область представляется в виде множества классов объектов. Структура и поведение объектов одного класса (например, товаров базы данных торгового предприятия) являются одинаковыми.

Объект обладает следующими характеристиками: 1. Имеет уникальный идентификатор, однозначно определяющий объект. 2. Принадлежит к некоторому классу, обладающему определенными поведением и свойствами.3. Может обмениваться сообщениями с другими объектами. 4. Имеет некоторую внутреннюю структуру. Объекты, внутренняя структура которых скрыта от пользователей (известно только, какие функции может выполнять данный объект), называются инкапсулированными.

Поведение объекта задается с помощью методов его класса – операций, которые можно применять к объекту. В объектно-ориентированной модели возможно создание нового класса объектов на основе уже существующего класса. Этот процесс называется наследованием. Новый класс, называемый подклассом существующего класса (суперкласса), наследует все свойства и методы суперкласса [ 4 ]. Кроме того, для него могут быть определены дополнительные свойства и методы.

Для практической реализации объектно-ориентированных баз данных применяются два подхода: 1. Используется язык объектно-ориентированного программирования (например, С++), дополненный средствами, позволяющими при необходимости сохранять объекты после завершения программы, с помощью которой они были созданы. 2. Основой является реляционная система, к которой добавляются объектно-ориентированные компоненты.

8. ER-диаграммы. Основные понятия ER-модели.

Модель сущность-связь (ER-модель) — модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.ER-модель используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.Во время проектирования баз данных происходит преобразование ER-модели в конкретную схему базы данных на основе выбранной модели данных (реляционной, объектной, сетевой или др.).ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая сама по себе не предписывает никаких графических средств её визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма сущность-связь (ER-диаграмма) . В ЕR-диаграммах инфор объекты(сущности) изображаются прямоугольниками,ассоциации(связи)-ромбами или шестиугольниками,атрибуты-овалами. Сущности соед линиями,над кот могут проставляться степени связи(1 или М) и необходимые пояснения.

9. ER-диаграммы. Классификация связей и сущностей.

Между двумя сущностям, например, А и В возможны четыре вида связей. Первый тип – связь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1): в каждый момент времени каждому представителю (экземпляру) сущности А соответствует 1 или 0 представителей сущности В. Второй тип – связь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М): одному представителю сущности А соответствуют 0, 1 или несколько представителей сущности В. Так как между двумя сущностями возможны связи в обоих направлениях, то существует еще два типа связи МНОГИЕ-К-ОДНОМУ (М:1) и МНОГИЕ-КО-МНОГИМ (М:N). Существуют три основные класса сущностей: стержневые, ассоциативные и характеристические, а также подкласс ассоциативных сущностей – обозначения. Стержневая сущность (стержень) – это независимая сущность. Ассоциативная сущность (ассоциация) – это связь вида"многие-ко-многим" ("-ко-многим" и т.д.) между двумя или более сущностями или экземплярами сущности . Ассоциации рассматриваются как полноправные сущности:- они могут участвовать в других ассоциациях и обозначениях точно так же, как

стержневые сущности;- могут обладать свойствами, т.е. иметь не только набор ключевых атрибутов, необходимых для указания связей, но и любое число других атрибутов, характеризующих связь. Характеристическая сущность (характеристика) – это связь вида "многие-к-одной" или "одна-к-одной" между двумя сущностями (частный случай ассоциации). Единственная цель характеристики в рамках рассматриваемой предметной области состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. Необходимость в них возникает в связи с тем, что сущности реального мира имеют иногда многозначные свойства. Обозначающая сущность или обозначение – это связь вида "многие-к-одной" или "одна-к-одной" между двумя сущностями и отличается от характеристики тем, что не зависит от обозначаемой сущности.