Контрольные вопросы

1. Что понимается под информационным моделированием?

2. Какие аспекты рассматриваются при инфологическом подходе к построению информационных систем?

3. Что называется инфологической моделью БД?

4. Какими свойствами характеризуются объекты?

5. Что называется атрибутом?

6. Какова элементная база моделирования объектов предметной области?

7. Определите понятие сущность.

8. Что называется моделью "сущность-связь"?

9. Что понимается под схемой и экземпляром схемы структуры данных?

10. Какие используются формы представления данных?

11. Перечислите виды отношений и их характеристики.

12. Каким требованиям должна удовлетворять БД?

13. Какие используются средства поддержки и взаимодействия с БД?

14. Какова цель объединения полей в записи?

15. Каковы правила группировки атрибутов в отношения?

16. Перечислите модели данных.

17. Что называется иерархической моделью данных?

18. Какие элементы используются в структурах иерархических моделей данных?

19. Что называется сетевой моделью данных?

20. В чем отличия сетевой модели данных от иерархической?

21. Что называется реляционной моделью данных?

3. Системы управления базами данных

3.1. Функции и состав универсальной субд

Система управления базами данных (СУБД) представляет собой программный комплекс, предназначенный для выполнения операций по обработке данных с целью обеспечения пользователей информацией.

СУБД обеспечивает операции:

ввод структур данных;

ввод данных;

модификация и удаление данных;

формирование запросов и просмотр ответов по запросам;

генерирование отчетов, т.е. представление данных в требуемых выходных формах и печать.

На Рис. 0 .17 отражены функции и состав универсальной СУБД. На первом уровне (в первом пунктирном квадрате) представлены описания, макеты, заявки, сообщения (диалог). На втором уровне (во втором пунктирном квадрате) представлены укрупненные программные средства для поддержки задач первого уровня. При этом взаимосвязь элементов первого и второго уровней указана посредством цифровых адресных меток с разделительными точками, которые размещены возле соответствующих стрелок. В адресной метке первая цифра указывает номер адресуемого уровня, а вторая – номер блока на этом уровне. На третьем уровне (в третьем пунктирном квадрате) приведены основные хранилища (базы) для различных видов данных.

Рассмотрим более подробно общую организацию и функции, выполняемые программами СУБД. Они представлены на втором уровне (см. рис.3.1) в блоках 2.1 - 2.9 (далее номера блоков будут использованы для нумерации соответствующих программ. Например, Пр.2.1 - это программа в блоке 2.1).

Для использования данных их необходимо предварительно ввести в БД. С этой целью сначала надо описать вводимые данные, а затем документы, с которых они вводятся. В СУБД эти функции выполняют программы Пр.2.1 и Пр.2.2.

Пр.2.1 «Ввод описаний информационных объектов» в описаниях информационных объектов отражает:

свойства типов данных;

	Описание входных форм				Запросы на вывод данных					Макеты выходных форм					Описания информационных объектов
		2.2					2.4,2.6					2.5					2.1
	Ввод, редактирование, удаление данных					Запросы на преобразование информационных объектов					Запросы на организа-цию внешних массивов					Ведение диалога
		2.3,2.7					2.8					2.4					2.9
	1.Описания, макеты, запросы, сообщения

	2.1			2.2			2.3		2.4			2.5			2.6			2.7			2.8			2.9
	Ввод описа-ний объек-тов			Ввод описа-ний вход. форм			Ввод дан-ных		Реа- лиза- ция зап- росов			Ввод маке- тов вых. форм			Вывод дан-ных			Сло- вар- ная сис- тема			Модифика- ция объек тов			Ве- дение диало- га
		3.1			3.2		3.1- 3.3,3.6			3.1, 3.3-3.7			3.5			3.1, 3.3- 3.6			3.3 3.4			3.1, 3.3, 3.7			3.3, 3.4, 3.5
	2.Программы

	3.1		3.2			3.3				3.4				3.5				3.6				3.7
	Опи-сания объе-ктов		Опи- сания форм				Данные				Запросы				Макеты выход-х форм				Словарная база				Внешние массивы данных
	3.Базы

Рис. 0.17

отношения между типами данных, которые присущи описываемому объекту.

Для описания информационных объектов, т.е. для их моделей, предназначается соответствующий язык описания информационных документов. На основании описаний информационных объектов реализуется загрузка данных в БД 3.3 и их извлечение из БД.

Пр. 2.1 выполняет две функции:

проверка каждого вводимого описания на соблюдение формальных правил языка информационных объектов, и при наличии ошибок сообщение о них;

загрузка описания в базу 3.1 «Описание информационных объектов».

Пр.2.2 Ввод описаний входных документов при рассмотрении данных в каких-либо документах может устанавливать две привязки:

к какому типу данных оно принадлежит;

с какими другими данными оно связано.

В памяти ЭВМ данные находятся в виде последовательностей, содержащих между каждым данным разделитель. Для того чтобы на основании последовательности установить для каждого ее данного две вышеописанные привязки, в СУБД и вводится специальное средство «Описание входного документа». Отметим, что в конкретных БД возможные типы данных и типы отношений введены в Пр.2.1.

Описание входного документа составляется в терминах языка описания документов. Кроме рассмотренных двух привязок, в описание могут вводиться условия для проверки правильности ввода совокупностей данных.

Пр.2.2 загружает описание входных документов в базу 3.2 «Описания входных документов».

После реализации Пр.2.1 и Пр.2.2 и загрузки баз 3.1 и 3.2 можно вводить данные в БД. Эту функцию реализует Пр.2.3 «Ввод данных». Данные вводятся с учетом объявленных в описаниях входного документа порядка данных и их разделителей. Для ввода необходимо:

инициировать программу «Ввод данных», указав:

а) имя описания информационного объекта;

б) имя описания входного документа;

вводить массив данных.

Пр. 2.3 реализует:

проверку каждого вводимого данного на соответствие объекту;

проверку соответствия совокупностей данных условиям правильности, заявленным в описании входного документа;

размещение вводимых данных в БД;

редактирование данных (дополнение, исправление);

уничтожение данных.

Пр. 2.3 может оперировать с данными, которые вводятся с внешних носителей информации или уже находятся в памяти ЭВМ.

Пр.2.4 «Реализация запросов». При обращениях с запросами можно выделить три вида заявок:

немедленная печать данных или высвечивание в стандартном формате;

то же в желаемом формате;

организация массива данных желаемой структуры в памяти ЭВМ.

Первый вид заявок - экспресс-форма работы с БД, так как она наиболее быстрая, но данные выводятся в упрощенном стандартном формате.

При втором и третьем видах заявок пользователь первоначально должен подготовить макеты форм для размещения данных. Отметим, что в третьем случае массивы данных желаемой структуры размещаются в базе 3.7 и уже не будут принадлежать БД, хотя с помощью Пр.2.3 они могут быть вновь загружены в БД или переданы какому-либо алгоритму пользователя для обработки.

Для формулировки запросов предусмотрен язык запросов, который регламентирует их форму. Запрос, введенный в ЭВМ, обрабатывается Пр.2.4 и превращается в серию операций доступа к БД. Пр.2.4 ведет специальную базу запросов, представленную на Рис. 0 .17 блоком 3.4 и обеспечивающую запоминание данных для часто повторяющихся запросов. Запросы могут запоминаться в статической и динамической формах. Во втором случае можно настраивать параметры запросов при извлечении их из базы запросов.

Данные, выдаваемые из БД по запросам пользователей, должны быть размещены в некоторой заданной форме (или документе). С этой целью предварительно должен быть определен макет выходного документа. Часто используемые макеты можно сохранять и накапливать в базе 3.5 «Макеты выходных документов» (см. Рис. 0 .17). Функцию ввода макетов выполняет Пр.2.5. «Ввод макетов выходных документов».

Макет описывается в терминах языка описания документов и программой «Ввод макетов выходных документов» загружается в базу 3.5. В заявке на формирование выходного сообщения, адресуемой Пр. 2.6 «Вывод данных», необходимо указывать:

имя макета выходного документа;

печатающее устройство или дисплей;

запрос или имя запроса, если он лежит в базе запросов 3.4;

для случая вывода внешнего массива данных (база 3.7) необходимо указать имя массива.

Вывод данных по запросам в конкретной форме на принтер или видеотерминал обеспечивает программа Пр.2.6 «Вывод данных».

Для сокращения объема БД и ускорения поисковых операций в БнД реализуется сжатие БД. Это является главной функцией Пр.2.7 «Словарная система». Для каждого данного того типа, для которого есть указание о сжатии, словарная система формирует шифр и помещает его вместе с данными в словарную систему. В саму БД помещаются лишь шифры. На момент печати, высвечивания на дисплее или подготовки внешнего массива шифры автоматически заменяются на сами данные.

В процессе взаимодействия пользователей с БнД возникает задача преобразования информационных объектов. Это операция, при которой изменяется состав типов данных и изменяются отношения между типами данных, выполняется Пр.2.8 «Преобразование информационных объектов». Заявки на преобразование объекта представляются на языке преобразования информационных объектов и реализуются программными средствами преобразования информационных объектов.

Для общения с БнД на естественном объектно-ориентированном языке, т.е. языке терминов предметной области баз и банков данных, предназначена Пр.2.9 «Ведение диалога». Получая ответы от СУБД в виде фраз и уточняющих вопросов или новых меню, пользователь вводит требуемую информацию и данные либо указывает действия простым выбором из меню с помощью стрелок управления курсором. Это делает общение с системой простым и оперативным. Обучение обычного пользователя работе с системой реализуется на уровне описательного ознакомления без привлечения средств программирования.