12 Вопрос Теория нормализации.
Аномалии схемы отношения:
Дублирование информации
При изменении одной записи необходимо одну или несколько других записей
Возможные потери информации
Решение: разбивка на несколько отношений – декомпозиция.
Функциональная зависимость. В отношении r определена функциональная зависимость X -> Y, если πY(σX=x(r)) – содержит только одно значение или значения атрибута Х однозначно определяют значения атрибута Y.
Аксиомы вывода (для построения всех функциональных зависимостей)
Рефлексивность. Х –> Х
Пополнение. Х–>Y => ХZ–>Y
Аддитивность. Х–>Y, Х–>Z => Х–>YZ
Проективность. Х–>Y, Y–>Z => Х–>Z
Псевдотранзитивность. Х–>Y, YZ–>W => ХZ–>W
Нормальные формы.
Отношение находится в 1-й нормальной форме (1нф) если все его атрибуты атомарны (принимают единственное значение).
Отношение находится во 2нф, если оно находится в 1нф и в нем отсутствуют неполные зависимости от ключа.
R(A, B, C, D), {A, B} – ключ.
{A, B} -> C - по определению ключа
{A, B} -> D - по определению ключа
B ->C - неполная зависимость от ключа
Переход к 3нф – декомпозиция: R1(B, C), B – ключ; R2(A, B, D), {A, B} – ключ.
Отношение находится во 3нф, если оно находится в 2нф и в нем отсутствуют транзитивные зависимости от ключа.
R(A, B, C, D), A – ключ.
A -> C - по определению ключа
С ->D - транзитивная зависимость от ключа
Переход к 3нф – декомпозиция: R1(C, D), C – ключ; R2(A, B, C), A – ключ.
Отношение находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК), если оно находится в 3нф и в нем отсутствуют функциональные зависимости ключевых атрибутов от неключевых.
Многозначная зависимость. X->>Y. X многозначно определяет Y, если каждому х соответствует несколько значений у, не зависящих от остальных атрибутов.
Отношение находится во 3нф, если оно находится в НФБК и в нем отсутствуют многозначные зависимости.
Свойства декомпозиции:
соединение без потерь,
R, F – множество функциональных зависимостей
ρ (декомпозиция)
R, F => R1,…, Rn F1,…,Fn
декомпозиция ρ обладает свойством соединения без потерь, если
r(R) : πR1(r) πR2(r) … πRn(r) =r
сохранение функциональных зависимостей.
ρ (декомпозиция)
R, F => R1,…, Rn F1,…,Fn
Из множества F1,…,Fn можно вывести все функциональные зависимости F.
Теоремы приведения к НФ.
Всякое отношение можно привести к 3нф с сохранением зависимостей и соединением без потерь.
Всякое отношение с множеством функциональных зависимостей и с множеством многозначных зависимостей можно привести к 4нф с соединением без потерь; выполнение 2-го свойства декомпозиции не гарантируется.
13 Вопрос Назначение и классификация операционных систем.
Автономная ОС: управление процессами; управление памятью; управление файлами и внешними устройствами; защита данных и администрирование; интерфейс прикладного программирования; пользовательский интерфейс. Сетевая ОС: автономная + клиентская; серверная и транспортная подсистемы.
Функциональные компоненты ОС автономного компьютера.
Управление процессами.
Для каждого вновь созданного процесса ОС выполняет:
создание структуры данных о потребностях процесса в ресурсах и о фактически выделенных ему ресурсах;
выделение оперативной памяти и необходимое количество процессорного времени процессу;
чтение файла;
запустить процесс.
В мультипрограммной ОС одновременно может существовать несколько процессов, поэтому ОС – поддерживает очередь заявок, защищает ресурсы, выделенные процессу от остальных.
Задачи подсистемы управления процессами:
планирование выполнения процессов;
создание и уничтожение процессов;
обеспечение процессов необходимыми системными ресурсами;
поддерживает синхронизацию процессов;
обеспечение взаимодействия между процессами.
Управление памятью.
Функции ОС по управлению памятью:
выделение памяти процессами и освобождение памяти при завершение процессов;
отслеживание свободной и занятой памяти;
защита памяти;
вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда недостаточно размеров основной памяти и возвращение в оперативную память;
настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.
Управление файлами и внешними устройствами.
ОС виртуализирует отдельный набор данных в виде файла(простой неструктурированной последовательности битов) имеющий символьное имя. Файла группируются в каталоги, которые образуют группы. Чтобы представить большое количество данных в виде иерархической структуры ОС:
выполняет преобразование символьных имен файлов в физические адреса на диске;
организует совместный доступ к файлам;
защищает от несанкционированного доступа.
Подсистема управления внешними устройствами называется подсистемой ввода – вывода, исполняет роль интерфейса ко всем устройствам, подключенным к компьютеру. Программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства, называется драйвером. Драйвер может управлять единственной моделью устройства или же группой устройств определенного типа.
Защита данных и администрирование.
Безопасность данных обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок ПО, средствами защиты от несанкционированного доступа.
процедура логического доступа (администратор определяет права пользователей);
резервирование (поддержка нескольких копий данных);
мультипроцессирование (использование нескольких процессоров).
Поддержка отказоустойчивости входит в обязанности администратора
Интерфейс прикладного программирования.
Программисты используют в приложениях обращения к ОС, когда им требуется особый статус, которым обладает только ОС. Возможности ОС доступны программисту в виде набора функций, называющегося интерфейсом прикладного программирования (Application Programming Interface, API).
Интерфейс пользователя.
ОС должна обеспечивать удобный интерфейс не только для прикладных программ, но и для пользователя.
Сетевая ОС аналогична ОС автономного компьютера. Предоставляет пользователю некую виртуальную вычислительную систему.
Функциональные компоненты сетевой ОС:
Средства управления локальными ресурсами (реализуют все функции ОС автономного компьютера);
Сетевые средства:
Серверная часть ОС (средства предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование);
Клиентская часть ОС (средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам);
Транспортные средства ОС (совместно с коммуникационной системой обеспечивают передачу сообщений между компьютерами сети).
