4. Объекты реляционной субд.

Реляционные БД включают в себя объекты, имеющие непосредственное отношение к БД:

таблицы, запросы, схемы данных. Причем запросы в серверных СУБД могут быть реализованы и в виде представлений, хранимых процедур и функций. Настольные СУБД помимо объектов собственно БД содержат объекты приложения, такие как формы, отчеты, макросы и модули. В серверные СУБД также могут входить компоненты для разработки форм, отчетов.

Access включает в себя следующие сохраняемые в одном accdb-файле объекты: таблицы, запросы на выборку и запросы изменения, схемы данных, непосредственно имеющие отношение к БД; формы, отчеты, макросы и модули, называемые объектами приложения.

Формы и отчеты предназначены для типовых процессов обработки данных — просмотра, обновления, поиска по заданным критериям, получения отчетов. Эти объекты приложений коне труируются из графических элементов, называемых элементами управления. Основные элементы управления служат для отображения полей таблиц, являющихся источниками данных объекта.

Для автоматизации доступа к объектам и их взаимодействия используется программный код. Только с помощью программного кода получается полноценное приложение пользователя, функции которой) доступны через меню, панели инструментов и формы. Для создания программного кода используются модули на языке VBA и макросы.

Каждый объект и элемент управления имеет свои свойства, определяя которые можно настраивать их. С каждым объектом и элементом управления связывается набор событий, которые могут вырабатываться макросами или процедурами обработки событий мм VBA, входящими в состав модулей форм, отчетов.

Объекты представлены в области переходов окна БД Access. Все миграции по работе с объектами собственно БД и приложений начинаются в этом окне.

Таблицы (Tables) создаются пользователем для хранения дан­ных об одной сущности — одном информационном объекте модели /щиных предметной области. Таблица состоит из полей (столбцов) и записей (строк). Каждое поле содержит одну характеристику информационного объекта предметной области. В записи собраны

игдения об одном экземпляре информационного объекта.

Запросы (Queries) служат для выборки нужных данных из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса имяется таблица. В запросе можно указать, какие поля исходных таблиц следует включить в таблицу запроса, как на их основе сфор­мировать записи и отобрать нужные. Таблица запроса может быть использована наряду с другими таблицами базы при обработке данных. Запрос может формироваться с помощью конструктора запросов или инструкции SQL. Запросы на изменение позволяют обновлять, удалять или добавлять данные в таблицы, а также создавать новые таблицы на основе существующих.

Схемы данных (Relationships) определяют, с помощью каких нолей таблицы связываются между собой, как будет выполняться объединение данных этих таблиц, нужно ли проверять связную целостность при добавлении и удалении записей, изменении клю­чей таблиц.

Тема 12. Моделирование как метод познания (классификация и формы представления моделей, абстрагирование).

Модель-объект или образ, которые упрощенно отображают самые существенные свойства объекта исследования, замещают реальный объект в процессе иссл-я. Изучение на моделях предполагает учет лишь существенных свойств для каждого конкретного иссл-я. Для 1 объекта исследования существует множество различных моделей.

Моделирование — метод научного исследования явлений, про­цессов, объектов, устройств или систем, основанный на построении, изучении и исполь­зовании моделей с целью получения новых знаний, совершенс­твования характеристик объектов исследований или управле­ния ими.

1. Классификации моделей по средствам построения: 1) словесные или описательные (стихотворение); 2)натурные (макет Солнечной системы); 3) знаковые (математические м. явлений и комп. м.).

по предметной области и ее объектам: физические, биологические, социологические, экономические и т.д.

по цели моделиро­вания:

- описательные - описывают моделируемые объекты и явления и фиксируют сведения чело­века о них. (модель движения кометы, в которой моделируется траектория ее полета, S, на котором она пройдет от Земли. нет возможностей повлиять на дви­жение кометы).

- оптимизационные - для поиска наилучших реше­ний. В модель входит 1 или несколько пара­метров, доступных влиянию человека.(как вкуснее и дешевле накормить семью);

- игровые (комп. игры); - обучающие (тренажеры);

- имитационные (моделирование движения молекул в газе, поведение колонии микробов и т.д.).

по изменению состояний объекта во времени: статические-в одном состоянии системы; динамические-состояния системы и процессы смены состояний.

по назначению и характеру использовании:;

- познавательная - форма организации и представления зна­ний, средство соединение новых и старых знаний;

- прагматическая - средство организации практических дейс­твий, рабочего представления целей системы для ее управления.

- инструментальная - является средством построения, иссле­дования и использования прагматических и поз­навательных моделей.

Также модели эмпирические - на основе эмпирич. фактов; теоретические - на основе матем. описаний; смешанные использующие эмпирич. зависимости и матем. описания.

Формы представления моделей в информатике Процесс моделирования начинается с создания концептуаль­ной модели. Концептуальная модель-это абстрактная модель, определяющая структуру системы (элементы и связи). В ней обычно в словесной форме приводятся самые главные сведения об объекте исследо­вания, основных элементах и важнейших связях между элементами. Процесс создания концептуальной модели не формализован: нет точных правил ее создания.

Основная проблема при создании концептуальной - нахождение компромисса между компактностью модели и точностью.

Далее переходят к моделям, выраженным на формальных языках. Выполненное с помощью математической символики описание объекта исследования представляет собой математическую модель.

Математическая модель - совокупность формул, уравнений, неравенств, логических условий и т.д.

Математическое моделирование-метод изучения объекта исследования, основанный на создании его математической модели и использовании ее для получения новых знаний, совершенство­вания объекта исследования или управления объектом.

Матем. моделир. Делится на аналитическое и компьютерное.

При аналитическом м. формирование модели производится в основном с помо­щью точного матем. описания объекта исследования.

При комп. м. математическая модель реализуется средствами вычислительной техники. используются приближенные методы расчета, прогрессивные информ. технологии (виртуальная реальность). Моделирова­ние игровых ситуаций сопровождается мультимедийными эффектами.

Еще два понятия: полная математическая модель и макромодель. Полная математическая модель - это модель, отражающая состояние как моделируемой системы, так и всех ее внутренних элементов.

Полная математическая модель описывает и систему, и элементы, входящие в систему. Макромодель же описывает только систему моделирования. Макромодель представляет объект исследования в виде «черного ящика», содержимое которого неизвестно.

2. Абстрагирование - процесс мысленного отвлечения от ряда свойств изучаемого явления с одновременным выде­лением интересующих свойств (сущес­твенных, общих). В результате получаются «абстрактные предметы», которыми являются как отдельно взятые понятия и категории («белизна», «развитие», «про­тиворечие», «мышление» и др.), так и их системы. Наиболее раз­витыми из них являются математика, логика, диалектика, филосо­фия.

В качестве абстрактных объектов выступают целостные обра­зования, составляющие непосредственное содержание человечес­кого мышления, - понятия, суждения, умозаключения, законы, математические структуры и др. формы представления абстрактных объектов-моделей весьма разнообразны и зависят от используемых моделей и сферы применения моделирования.

Выделяют материалъное и идеальное моделирование. При мат. моделировании объекта его изучение заменяется исследованием некоторой модели имеющей ту же физическую природу (модели самолетов, кораблей). Идеальное моделирование - графи, чертежи, формулы и т.п. В наст. время широкое распространение получило компьютерное моделирование.

Тема 13. Методы и технологии моделирования (задачи исследования и их формализация, этапы компьютерного моделирования, методы верификации и валидации, информационная модель объекта, виды моделирования с использованием ЭВМ).

1.Задачи исследования и их формализацияЭтап постановки задачи характеризуется тремя основными стадиями: описание задачи, определение целей моделирования и формализация задачи.Постановка задачи начинается с ее описания. Делается это на обычном языке, самыми общими фразами. При этом подробно описывается исходный объект, условия, в которых он находится, и желаемый результат.По целям моделирования все задачи можно разделить на две основные группы.К первой группе можно отнести задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него.(что будет если?)Вторая группа задач имеет такую обобщенную формулировку: какое надо произвести воздействие на объект, чтобы его параметры удовлетворяли некоторому заданному условию?( как сделать, чтобы.) Большинство задач моделирования, как правило, является комплексными. Решение таких задач начинается с построения модели для одного набора исходных данных. В редких случаях, но все же бывает, что конечная цель достигается после первого же эксперимента.Формализация задачи — отображение содержательного значения в знаково-символическом виде (формализованном языке). При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), что связано с построением искусственных языков (язык математики, логики, химии). Это позволяет устранить многозначность слов обычного, естественного языка. В формализованных рассуждениях каждый символ строго однозначен. Главное в процессе формализации: над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Формализация, есть обобщение форм различных по содержанию процессов, абстрагирование этих форм от их содержания. Однако формализация внутренне ограничена в своих возможностях.Формализованное представление задачи служит основой для построения или выбора адекватной модели.След этапом после выбора модели является выбор комп моделирующей программы, разработанная на одном из языков программирования, как правило, является текстом, понятным для компьютера.

Моделирующая программа содержит три основных блока: блок исходных данных — статистические параметры, динамические величины;рабочий блок — алгоритм решения задачи, обработка ситуации;блок результатов — табличные данные (информационная модель), графические данные (закономерности), демонстрация.Блок исходных данных задает следующие параметры модели:константы модели, такие как гравитационная постоянная.геометрические размеры, время; физические характеристики (динамические параметры).этот блок определяет стратегию моделирования.

Рабочий блок задает алгоритм реализации задачи на основе выбранного метода решения и содержит процедуры обработки различных ситуаций в режиме ожидания, прерывания или реального времени.

Результаты работы программы могут быть представлены в табличном и графическом виде, при необходимости — в демонстрационном режиме.

2.Этапы компьютерного моделированияМоделирование начинается с объекта изучения. На первом этапе формируются законы, управляющие исследованием, происходит отделение информации от реального объекта, формируется существенная информация, отбрасывается несущественная, происходит первый шаг абстракции. Преобразование информации определяется решаемой задачей. Информация, существенная для одной задачи, может оказаться несущественной для другой. Потеря существенной информации приводит к неверному решению или не позволяет вообще получить решение. на первом этапе параллельно идут процессы целенаправленного изучения объекта и уточнения задачи. Строится так называемая формальная модель явления, которая содержит:набор постоянных величин, констант, которые характеризуют моделируемый объект в целом и его составные части;набор переменных величин, меняя значение которых можно управлять поведением модели; формулы и алгоритмы, связывающие величины в каждом из состояний моделируемого объекта;формулы и алгоритмы, описывающие процесс смены состояний моделируемого объекта.На втором этапе формальная модель реализуется на комп, выбираются подходящие программные средства для этого, строится алгоритм решения проблемы, пишется программа, реализующая этот алгоритм, затем написанная программа отлаживается и тестируется на специально подготовленных тестовых моделях. Тестирование — это процесс исполнения программы с целью выявления ошибок. процесс деструктивный, поэтому считается, что тест удачный, если обнаружена ошибка. Проверить компьютерную модель на соответствие оригиналу, выявить, несколько хорошо или плохо отражает модель основные свойства объекта. На третьем этапе, осуществляют непосредственно вычислительный эксперимент. Исследуют, как поведет себя модель в том или ином случае, при тех или иных наборах динамических параметров, пытаются прогнозировать или оптимизировать что-либо в зависимости от поставленной задачи.Результат-информационная модель явления в виде графиков, зависимостей одних параметров от других, диаграмм, таблиц, демонстраций явления в реальном или виртуальном времени .Оценка результатов заключается в установлении адекватности модели и o6ъекта исследования — в определении степени близости, сходства машинных и человеческих действий или их результатов. Этап оценки модели является важным этапом моделирования. Особенно большое значение имеет правильная оценка модели, когда моделирование используется для проверки гипотез, а также когда объекты недостаточно формализованы и нет строгого объективного критерия сходства объекта и модели Модель должна обладать существенными признаками объекта моделирования. Технологии моделирования, основанные на использовании комп техники. два вида моделирования с использованием средств вычислительной техники:математическое (логико-математическое) и имитационное (программное). Компьютерное моделирование — это метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. При комп моделировании главную роль играют комп и технология. Суть заключена в получении количественных и качественных результатов по имеющейся модели. Качественные выводы позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных. Разновидностью комп моделирования является вычислительный эксперимент. Комп моделирование, вычислительный эксперимент становятся новым инструментом, методом научного познания, новой технологией также из-за возрастающей необходимости исследования не только линейных математических моделей систем. Предметом компьютерного моделирования могут быть: экономическая деятельность фирмы или банка..

3.Методы верификация и валидация.При моделировании исследователь должен быть уверен в корректности модели, в соответствии модели реальному прототипу. Точность математического моделирования зависит от того, насколько хорошо математическая модель отражает свойства объекта.На точность моделирования влияют следующие особенности:упрощение модели;ошибки при построении модели;использование элементов с низкой точностью, с линейной аппроксимацией;наличие в модели вырожденных конечных элементов;некорректные связи;некорректные параметры моделей;некорректные свойства элементов;некорректные начальные и граничные условия;погрешности метода расчетов.Верификация модели — проверка ее истинности, адекватности.В отношении к дескриптивным моделям верификация модели сводится и сопоставлению результатов расчетов по модели с соответствующими данными действительности — фактами и закономерностями экономического развития. Верификация имитационной модели есть проверка соответствия ее поведения предположениям экспериментатора. Когда модель организована в виде вычислительной программы для компьютера, то сначала исправляют ошибки в ее записи на алгоритмическом языке, а затем переходят к верификации. Валидация модели— проверка соответствия данных, получаемых в процессе машинной имитации, реальному ходу явлений, для описания которых создана модель. Она производится тогда, когда экспериментатор убедился на предшествующей стадии (верификации) в правильности структуры (логики) модели, и состоит в том, что выходные данные после расчета на компьютере сопоставляются с имеющимися статистическими сведениями о моделируемой системе.В более общем виде верификация — это подтверждение на основе представления объективных свидетельств того, что установленные требования были выполнены. Валидация — подтверждение на основе представления объективных свидетельств того, что требования, предназначенные для конкретного использования или применения, выполнены. Верификация является инструментом валидации, ее частью. Верификация продолжается вплоть до момента кодирования программы, а валидация осуществляется непосредственно после. Поэтому в практике моделирования с использованием ЭВМ верификация и валидация моделей завершается после проведения вычислительного эксперимента и подтверждения его результатами соответствия как реальным процессам исследуемого объекта, так соответствия конкретным условиям применимости. два подхода к валидации программного обеспечения. Первый, дедуктивный, представлен такими направлениями исследований, как автоматическое доказательство теорем, использованием мультимножеств и графов, специализированных алгебр. Второй подход — модельный; его последователи не стремятся вписать систему в рамки теории, а вместо этого строят модель системы, которую можно рассматривать как машину или автомат. Модельный подход поддерживает не только полную, но и частичную верификацию, которая может быть направлена на проверку только одного небольшого свойства, абстрагировавшись от менее важных деталей системы. Множество атрибутов надежности характеризует способность программного обеспечения поддерживать определенный уровень предоставляемых услуг при данных условиях и в течение заданного промежутка времени:завершенность. устойчивость к ошибкам. устойчивость к окружению (прочность). восстанавливаемость. Может быть проверено как модельной верификацией, так и тестированием.

Множество атрибутов по удобству пользования характеризует трудности при использовании программного обеспечения и их субъективную оценку тем или иным множеством пользователей:понятность.;обучаемость.; управляемость.Множество атрибутов производительности выявляет связи уровня предоставляемых приложением услуг с объемом используемых при этом ресурсов:поведение во времени.;использование ресурсов.;алгоритмизация.

Множество атрибутов поддержки связано с усилиями по вис сению определенных изменений в работающее приложение:анализируемость;изменяемость;настраиваемостъ.;стабильность.;тестируемость.

Решается параллельно с тестированием или превентивно явным образом и к верификации отношения практически не имеет.Множество атрибутов переместимости характеризует способность программного обеспечения быть перенесенным из одного окружения в другое:приспособляемостьустанавливаемостъ;согласованность;заменяемость.

Это относится к фазе формулирования требований, поэтому в верификации не участвует.