- •Головчинер м.Н.
- •Курс лекций Томск 2011
- •Введение
- •Понятие о данных как о ресурсе
- •Файловые системы и базы данных
- •Численные и информационные прикладные системы
- •Файловые системы
- •Файлы и информационные системы. Общее понятие о базе данных
- •Контрольные вопросы по первому разделу
- •База данных как модель предметной области
- •Понятие предметной области
- •Понятие системы
- •Понятие модели. Структурная модель
- •Модель предметной области и модель данных
- •Контрольные вопросы по второму разделу
- •Понятие о банке данных
- •Структура банка данных
- •Организационный аспект
- •Уровни представления базы данных
- •Модели предметной области:
- •Модели данных:
- •Контрольные вопросы по третьему разделу
- •Вопросы проектирования баз данных
- •Жизненный цикл информационной системы
- •Процесс проектирования
- •Организационный аспект
- •Задачи и структура процесса проектирования
- •Формулирование и анализ требований. Инфологическое проектирование
- •Общая схема логического (концептуального) проектирования
- •Контрольные вопросы по четвертому разделу
- •Модели данных
- •Реляционная модель данных
- •Базовые понятия
- •5.1.2. Принципы нормализации
- •5.1.3. Целостность сущности и ссылок
- •5.1.4. Манипулирование данными в реляционных моделях
- •5.1.4.1.Операции реляционной алгебры
- •5.1.4.2.Реляционное исчисление
- •Достоинства и недостатки реляционных моделей
- •Контрольные вопросы по разделу 5.1.
- •Навигационные модели данных
- •Иерархическая модель
- •Сетевые структуры
- •Особенности навигационных моделей. Достоинства и недостатки
- •Контрольные вопросы по разделу 5.2.
- •Система управления базой данных
- •Назначение и функции субд
- •Типовая организация субд и упрощенная схема работы
- •Контрольные вопросы по шестому разделу
- •Основы физического проектирования
- •Файловые и страничные системы хранения информации
- •Файловые структуры. Классификация методов доступа
- •Способы последовательной организации
- •Прямые методы доступа. Хеширование
- •Прямые методы доступа. Классификация методов индексирования
- •Доступ с полным (плотным) индексом
- •Доступ с неплотным индексом
- •Организация индексов в виде в-деревьев
- •Инвертированный файл (доступ по неключевым атрибутам)
- •Использование битовых шкал
- •Достоинства и недостатки основных методов доступа
- •Бесфайловая организация внешней памяти
- •Особенности реляционных субд
- •Базовые структуры памяти
- •5.1.4.3.Структура и типы страниц
- •5.1.4.4.Табличные пространства
- •5.1.4.5.Понятие экстента и буферизация
- •Проблемы и параметры управления внешней памятью
- •Контрольные вопросы по седьмому разделу
- •Особенности объектно-ориентированных субд
- •Основные понятия объектно-ориентированного подхода
- •Предпосылки появления объектно-ориентированных субд
- •Объектная модель данных. Оосубд
- •. Объектно-реляционные субд
- •5.2.Поддержка сложных объектов,
- •5.3.Поддержка динамических изменений определений классов,
- •5.4.Полная интеграция с объектно-ориентированными системами программирования.
- •Объектно-реляционное отображение
- •Select * from Предпочтительная акция
- •Управление ресурсами. Сервер объектов и сервер страниц
- •Контрольные вопросы по восьмому разделу
- •Вопросы распределенных баз данных
- •9.1. Централизованные и децентрализованные субд
- •Стратегии хранения данных. Достоинства и недостатки
- •Проблемы распределенных баз данных
- •Одновременная работа
- •Управление блокированием
- •Методы синхронизации распределенных обновлений
- •Завершение транзакции. Журнал транзакций
- •Свойства транзакций
- •Контрольные вопросы по девятому разделу
- •Заключение
- •Литература
Контрольные вопросы по второму разделу
Дайте определение следующим базовым понятиям: данные, элемент данных, атрибут, объект, предметная область.
Что определяет семантику объекта.
Сформулируйте определение базы данных, исходя из понятия предметной области.
Дайте определения понятиям: проблема, проблемная ситуация, цель, проблемная среда.
Дайте общее определение понятию системы. Приведите основные свойства системы как объекта исследования.
Дайте общее определение понятию модели. В чем отличительная особенность модели от других видов систем. Перечислите системные свойства модели.
Сформулируйте определение базы данных как модели предметной области.
Сформулируйте понятие модели данных. Какие составляющие должны быть определены в модели, чтобы ее можно было рассматривать как модель данных.
В чем отличие модели предметной области и поддерживаемой инструментарием СУБД определенной модели данных.
Понятие о банке данных
Структура банка данных
Термин “Банк данных” в литературе трактуется по-разному. В нашем рассмотрении под банком данных (БнД) будет подразумеваться информационная система, в которой база данных выступает как информационное ядро. В этой трактовке БнД можно определить как систему языковых, алгоритмических, программных, организационных и технических средств, обеспечивающих централизованное создание и поддержку совокупности коллективно используемых данных, а также сами данные, существующие в форме одной или нескольких баз данных. Структуру такого БнД можно представить следующей схемой (рис.5.).
Конечным пользователем (или просто пользователем, потребителем информации) является лицо (или коллектив), в интересах которого в БнД накапливается и хранится информация, необходимая для принятия решений (управленческого, научного, конструктивного характера и т.п.). Конечный пользователь рассматривается как непрограммирующий пользователь, который для решения своих задач может использовать БнД либо непосредственно через терминал ЭВМ, либо с помощью специалистов.
Коллектив специалистов включает категории разработчиков, ответственных за создание и ведение (поддержку, эксплуатацию) БнД.
СУБД (система управления базой данных) – сложная программная система накопления данных в БД и последующего манипулирования ими в интересах конечных пользователей. Каждой прикладной программе (ПП) или конечному пользователю СУБД возвращает только те данные из БД, которые необходимы для удовлетворения пришедшего запроса, причем в требуемой форме.
Рис. 5. Общая структура банка данных
ПП (прикладные программы) – комплекс прикладных программ (приложений), определяемых проблемной средой. Каждая из прикладных программ предназначена для решения определенной задачи (или класса задач), возникшей в ходе профессиональной деятельности конечных пользователей.
СС (словари-справочники) – вспомогательные информационные структуры, используемые СУБД для работы с БД. Управление содержимым БД осуществляется СУБД на основании точной и полной информации о данных, хранящихся в БД. Эта информация, часто называемая метаданными, включает описание:
смысла (семантики) элементов данных,
способов их использования,
физических характеристик,
правил и ограничений.
Заметим, что термин метаданные рассматривается с точки зрения функционирования СУБД: применительно к предметной области и проблемной среде (прикладным программам) эта информация рассматривается как соответствующие виды знаний. Метаданные позволяют проводить анализ требований конечных пользователей по новым данным, проектирование и программирование новых прикладных систем, сопровождение существующих приложений и документирование всех этапов развития БД. К основным функциям словарей-справочников можно отнести:
хранение описателей сущностей, их атрибутов, связей, и т.д.,
осуществление простого и эффективного управления элементами данных при вводе в систему как новых элементов, так и при изменении описания существующих,
уменьшение избыточности,
устранение противоречивости данных,
централизация управления элементами данных с целью упрощения проектирования БД и ее расширения.
установление связи между пользователями БД.
Важную роль в решении перечисленных проблем играет стандартизация имен, форматов, описаний элементов и структур данных. При автоматизированном ведении словаря-справочника решение этих проблем упрощается.
Словари-справочники обычно организуются в виде нескольких физических баз данных с логическими связями между ними.