3. По выполняемым функциям.

а) информационные – позволяют организовать хранение данных, поиск и выдачу нужных данных из БД, поддерживают их целостность и актуальность;

б) операционные – кроме того, осуществляется иная обработка по получению информации, не хранящейся в явном виде в БД. Свойства «операционности» могут быть заложены в СУБД (автоматически получать сводные показатели, выполнять различные группировки) или обеспечиваться ПП.

4. По сфере применимости.

а) универсальные – настраиваются на ту или иную ПО путем создания соответствующих БД и ПП;

б) проблемно-ориентированные – могут быть обусловлены различными причинами: особенностями используемых языковых средств, включением в СУБД процедур обработки данных, присущих определенной области применения.

4. По допустимым режимам работы.

а) режим пакетной обработки;

б) диалоговый режим.

4. По характеру хранимой информации. БД для:

а) экономической;

б) научно-технической;

в) социально-политической;

г) технологической;

б) библиографической и т.п..

4. По способу организации обработки данных.

а) БД с локальным доступом;

б) с сетевым доступом:

1. клиент-сервер;

2. файл-сервер;

в) распределенные БД (РБД).

Билет 4. Преимущества и недостатки СУБД.

Преимущества организации СУБД.

1. Сокращение избыточности хранимых данных. Может быть обеспечена минимальная необходимая избыточность (дублирование) хранимых данных. При использовании несколькими программами одинаковых данных, такие данные интегрируются и хранятся в единственном экземпляре.

2. Устранение противоречивости данных. Это является следствием устранения избыточности данных.

3. Многоаспектное использование данных. Центральное управление позволяет реализовать однократный ввод данных и многократное (многоаспектное) использование данных.

4. Комплексная оптимизация. В максимальной степени устраняются противоречивые требования, предъявляемые конечными пользователями к хранимым данным.

5. Обеспечение возможности стандартизации данных, что упрощает эксплуатацию БнД.

6. Обеспечение возможности санкционированного доступа к данным, т.е. доступ к определенным группам данных может совершаться только пользователями с соответствующими полномочиями.

7. Обеспечение целостности данных. Задача целостности заключается в обеспечении правильности и точности данных в БД.

Недостатки организации бд.

1. Увеличивается сложность создаваемых ИС; проектирование БнД требует выполнения большого числа ручных операций и высокой квалификации разработчиков.

2. Применение сложных структур данных увеличивает долю служебной информации в общем объеме хранимых данных. БнД предъявляет повышенные требования к применяемым в системе техническим и программным средствам. Часть ресурсов ПЭВМ, иногда довольно значительная, расходуется собственно на нужды самой системы управления БнД.

3. Последствия сбоев становятся более чувствительными и их труднее исправлять по сравнению с традиционной файловой обработкой.

4. Обеспечение независимости прикладных программ от изменений в хранимых данных становится насущной необходимостью. В противном случае требуется выполнять трудоемкие ручные операции по внесению соответствующих изменений в прикладные программы.

Билет 5. Проектирование БД. Два уровня независимости данных. Основные требования, которые необходимо выполнить при проектировании БнД.

Процесс проектирования БД начинается с описания ПО. Модель описания ПО называется концептуальной моделью. В зависимости от ширины охвата ПО различают глобальные и локальные модели: глобальные – это описание ПО в целом; локальные – описание ПО с точки зрения конкретного пользователя.

Данный этап проектирования БД соответствует инфологическому аспекту рассмотрения БнД и соответственно называется инфологическим проектированием.

Далее модель ПО отображается на МД, совместимую с выбранной СУБД. Такие модели также называются также логическими МД. Описание состава и логической организации БД называется схемой; а соответствующий язык называется языком описания данных (ЯОД). Описание части БД, представляющей интерес для конкретных пользователей, называется подсхемой или внешней моделью.

Любая СУБД поддерживает конкретную логическую МД, эту модель определяют в совокупности с ЯОД и ЯМД данной СУБД. ЯМД (или язык запросов) – это средство, позволяющее обращаться к БД. Данный этап есть даталогическое проектирование; когда учитываются возможности имеющихся технических и программных средств.

И последний этап – отображение логической модели в физическую модель, специфицирующую размещение данных и методы доступа к ним. Эти модели называются внутренними моделями. Внутренняя модель строится с учетом ограничений СУБД и ОС.

Концепт.

Проек-е

Логическ.

Проек-е

Физич.

Проек-е

ЯОД

ЯМД

Инфологическое проектирование Даталогическое проектирование

Независимость данных (2 уровня).

Независимостью данных называется возможность эксплуатации без знания деталей ее построения. Внешние модели не подвержены изменениям физической модели. Действительно, модификации в организации ФБД могут повлиять на эффективность программ. Но не потребуется переписывать эти программы только в связи с изменением реализации логической модели. Это первый уровень независимости данных - физическая независимость данных.

Второй вид независимости обеспечивается связью между концептуальной МД и ЛМД и называется логической независимостью данных. Концептуальная МД должна быть спроектирована таким образом, что вносимые в нее изменения не должны оказывать влияние на внешние МД.

При проектировании БнД необходимо учитывать следующие требования:

1. Адекватность отображения ПО (полнота данных, динамичность модели, актуальность информации, т.е. соответствие состоянию ПО на данный момент времени).

2. Возможность взаимодействия с пользователями разных категорий и в разных режимах.

3. Обеспечение конфиденциальности данных, надежности, целостности, защиты от случайного или преднамеренного разрушения БД.

4. Обеспечение взаимной независимости программ и данных.

5. Технологичность обработки данных, приемлемые характеристики функционирования БнД (стоимость обработки, время реакции системы на запрос, требуемый объем памяти).

2,5 – обеспечивается выбором СУБД, остальные обеспечиваются проектированием.

Билет 6. Концептуальное проектирование БнД. Определение модели данных. Бинарная модель.

Модель данных представим в виде тройки элементов: M = < O, X, C >,

где О – объекты ПО;

X – характеристики;

С – связи между объектами.

Объект – это то, о чем в информационной системе должна накапливаться информация. Объекты могут рассматриваться как атомарные и составные; причем один и тот же объект в различных ситуациях может быть рассмотрен как атомарный или как составной. Для составного объекта должна быть определена его внутренняя структура – как множество объектов, которые в свою очередь также могут быть составными и атомарными.

Характеристики – это свойства объекта.

Связи – отношения между объектами.

Типы моделей:

Концептуальное проектирование:

• Бинарная;

• Семантическая (системы искусственного интеллекта);

• ER-модель (Entity Relationship).

Логическое проектирование:

• Иерархическая;

• Сетевая;

• Реляционная;

• Постреляционная.

Бинарная модель – рассматривает пару объектов, которые называются категориями:

обучает

студент

преподаватель

слушает

Обоим направлениям бинарного отношения присваиваются уникальные имена, которые называются функциями доступа.

Обобщенная бинарная модель – в качестве категории берется конкретный объект:

Иванов

Сидоров

Обучение

преподаватель

студент

Расширение семантического бинарного графа состоит из реализации категорий и связей между ними. Реализации категорий могут быть конкретными или абстрактными. Абстрактные категории всегда существуют, конкретные могут появляться и исчезать в описании реального мира средствами МД.

Граф бинарной модели может рассматриваться как структура, дуальная структуре РМД, обе модели весьма популярны – одна среди графовых моделей, другая – среди табличных.

Бинарные модели обладают возможностями лаконичного представления сложных связей, но их ориентация на пользователя недостаточна.

Билет 7. Модель сущность-связь. Примеры модели.

В модели «сущность-связь» используются 3 основных понятия: сущность, атрибут, связь.

Сущность – некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе. В качестве сущностей могут рассматриваться как материальные объекты (предприятия, изделия), так и нематериальные (описание некоторого явления). Сущность характеризуется своим типом и экземплярами (тип – преподаватель, экземпляр – Иванов). Тип сущности определяет набор однородных объектов, тип сущности должен быть поименован. Экземпляр сущности относится к конкретному объекту в наборе.

Атрибут вводится для описания сущности, и отображает характеристики объекта, которые представлены этой сущностью.

Преподаватель (ФИО; группа; дисциплина)

Студент (ФИО; группа; № зачетной книжки)

Связь показывает взаимодействие объектов рассматриваемой ПО.

Существуют также связи между атрибутами сущностей. Связи могут быть бинарные, тернарные и n-арные. Наиболее часто встречаются бинарные связи. Существует 2 типа бинарной связи:

1. отображение (двусторонняя связь);

2. ассоциация (односторонняя связь).

Рассмотрим классификацию бинарных связей.

Отображения:

1. связь один к одному (отображение 1:1)

Эта связь устанавливается между сущностями A и B, когда каждому экземпляру сущности А соответствует 1 и только 1 экземпляр сущности В (и наоборот).

2. связь один ко многим (отображение 1:М)

Каждому экземпляру сущности А соответствует 0, 1, несколько экземпляров сущности В, и каждому экземпляру сущности В соответствует только 1 экземпляр сущности А.

3. связь многие ко многим (отображение М:N)

С помощью отображения М:N определяется тип связи между сущностями A и B, при которой каждому экземпляру сущности А соответствует 0, 1, несколько экземпляров сущности В (и наоборот).

Пример:

Группа

Староста

1:1

1:М

Студент

Преподаватель

М:N

Ассоциации:

1. 1:1 (простая): одному и тому же экземпляру сущности А соответствует один и тот же экземпляр сущности В; при этом обратная связь не определена:

Студент

паспорт

1

2. 1:М (сложная): одному и тому же экземпляру сущности А соответствует 0,1 или несколько экземпляров сущности В; при этом обратная связь не определена.

3) (условная) одному экземпляру сущности А соответствует только один или ни одного экземпляра сущности В. Такая ассоциация получила название условная:

0, 1

Билет 8. Построение глобальной модели предметной области (ПО) по известным локальным моделям. Идентичность, агрегация, обобщение. Примеры локальной и глобальной моделей.