- •Тема 1. Введение. Автоматизированные информационно-управляющие системы(аиус). Место автоматизированных банков данных в аиус.
- •Тема 2. Информационные системы. Основные понятия.
- •2.1 Информация и данные.
- •2.1.1. Сигналы и данные.
- •2.1.2. Данные и методы.
- •2.1.3. Понятие об информации.
- •Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов в момент ее образования. Рассмотрим схему данных, метода и информации.
- •2.1.4.Свойства информации.
- •. Инфологический и даталогический аспекты создания информационного обеспечения асу(ио аис-су).
- •2.3 Понятия о бд и системах управления бд (субд).
- •. Автоматический банк данных, как основа подсистемы информационного обеспечения аис.
- •2.4.1. Бд. Уровни представления бд. Логическая и физическая независимость данных.
- •Для обеспечения вышеуказанных свойств предлагались различные архитектуры автоматических банков данных, но наиболее жизнеспособной из них оказалась трехуровневая система организации базы данных.
- •2.4.2. Субд.
- •2.4.3Администраторы бд и другие пользователи. Администратор бд – это лицо или группа лиц, проектирующих и реализующих рациональную организацию банка данных и обеспечивающих его корректную работу.
- •Архитектура банка данных.
- •Классификация ис и бд
- •2.6.2. Ис с архитектурой файл-сервер.
- •Разновидности архитектур информационных систем типа клиент-сервер.
- •1 Клиент – 1 сервер.
- •Модель удаленного доступа к данным.
- •Модель сервера бд.
- •Модель сервера приложений(трехуровневая модель).
- •Корпоративные ис на базе интернет-технологии.
- •Географически распределенные ис(глобальные ис).
- •Географически распределенные ис с использование интернет-технологий.
- •Тема 3. Проектирование Информационных Систем (ио).
- •3.1 Жизненный цикл ис.
- •3.1.1. Планирование разработки.
- •Суть состоит в постановке таких задач, как :
- •3.1.2. Анализ предметной области (по) и определение требований к ис(ио).
- •Проектирование ис. Общими требованиями при проектировании ис являются:
- •Концептуальное проектирование.
- •Этап логического проектирования.
- •Этап физического проектирования
- •Выбор субд.
- •Разработка приложений.
- •Проектирование транзакций.
- •Проектирование пользовательского интерфейса.
- •Реализация.
- •Тестирование.
- •Эксплуатация и сопровождение.
- •3.2.1. Традиционная схема анализа по.
- •Пример схемы информационных потоков при реализации процесса назначения стипендии приведен на рис. 3.2.1.3.
- •3.3. Проектирование концептуальной инфологической модели.
- •При составлении e-r-модели используются 3 основных элемента, с помощью которых отображается по:
- •3.3.2. Создание локальных концептуальных инфалогических моделей(моделирование локальных представлений) - лкимд(лкмд).
- •3.4.1. Логическое проектирование бд.
- •Вводная часть.
- •3.4.2. Подэтап 1. Логическое проектирование бд. Построение и проверка ллмд.
- •Преобразование лкмд в ллмд.
- •Удаление рекурсивных связей.
- •Удаление множественных атрибутов.
- •3.4.2.2. Определение набора отношений исходя из ллмд.
- •3.4.2.2.1. Формирование для связи 1:1 .
- •3.4.2.2.2.Формирование отношений для связей типа 1:m.
- •3.4.2.2.3. Формирование отношений для связей м:м.
- •3.4.2.2.4. Пример формирования отношений исходя из структуры ллмд.
- •3.4.2.2.5. Проверка модели на выполнение транзакций пользователя (фаза4).
- •Определение требований поддержки целостности данных
- •3.4.3. Создание и проверка глмд.
- •3.4.3.1 Слияние ллмд в глмд (фаза 1).
- •3.4.3.2 Проверка глмд (фаза 2).
- •3.4.3.3, Создание окончательного варианта глобальной диаграмы Сущность-Связь (глмд) (фаза 3).
- •Тема 4.Модель данных. Реляционная модель данных.
- •4.1 Модель данных общие понятия
- •4.2. Организация данных в реляционных наборах данных.
- •4.3. Нормализация отношений.
- •4.4. Операции над отношениями в рмд.
- •4.4.1. Операции обработки отношений.
- •2.3. Операция "деление"
- •4.4.2. Операции обновления отношений.
- •Тема 5. Языки запросов для работы с бд реляционного типа.
- •5.1. Краткая характеристика языков.
- •5.2. Описание данных средствами языка sql.
- •5.3. Операторы обработки данных (оод).
- •5.3.1 Операторы (запросы) проекции.
- •5.3.2 Операции селекции.
- •5.3.3 Запросы с использованием специальных функций.
- •5.3.4 Запросы с использованием агрегатных (итоговые) функций.
- •5.3.5 Операторы обновления таблицы в языке sql.
- •5.4. Реализация некоторых операций алгебры средствами реляционного субд foxpro(Visual foxpro).
- •Тема 6. Физические модели баз данных и физическое проектирование
- •6.1 Общие понятия о файловых структурах.
- •6.1.2 Файлы фбд (модель внешней памяти эвм).
- •6.2 Взаимодействия субд, диспетчера файлов и диспетчера дисков и их функции.
- •6.2.1 Схема взаимодействия субд , дф , дд .
- •6.2.2 Диспетчер дисков (базовая система ввода/вывода).
- •6.2.3 Диспетчер файлов.
- •Управление страницами.
- •Управление хранимыми в памяти записями
- •Методы доступа к записям фбд
- •6.3.1. Последовательный доступ(используются для последовательных файлов).
- •6.3.2. Доступ по первичному ключу
- •6.4. Физическое проектирование .
- •6.4.2.3.Индексно-последовательные файлы (isam) .
- •6.4.1. Анализ транзакций .
- •6.4.2.Выбор файловой структуры .
- •6.4.2.1. Последовательные файлы .
- •6.4.2.2. Хешированные файлы.
- •6.4.2.4.Двоичные деревья .
- •6.5. Примеры структур данных в файлах с различной организацией и методов доступа к записям .
- •6.5.2. Последовательные файлы .
- •6.5.3. Хешированные файлы (хф) .
- •6.5.4. Индексные файлы .
- •6.5.4.1. Индексно-последовательные файлы .
- •Тема 7. Методы доступа и защиты данных.
- •7.1 Общие вопросы обеспечения защиты данных в базе.
- •7.2. Методы и приемы защиты данных от несанкционированного доступа, от лиц, пытающихся незаконно получить доступ к бд.
- •7.2.1. Идентификация пользователя.
- •7.2.2. Управление доступом.
- •7.2.3. Шифрование данных (физическая защита).
- •7.3. Обеспечение целостности данных (функция безопасности).
6.5.3. Хешированные файлы (хф) .
В ХФ записи необязательно должны записываться в файл последовательно . Вместо этого для вычисления адреса страницы , в которой должна находиться та или иная запись , используется Хэш-функция (hash-function) , аргументами которой являются значения одного ( или нескольких ) полей этой записи . Подобное поле называется полем перемешивания , а , если это поле также является ключевым полем файла , то оно называется ХЭШ-ключом (hash key) . Записи в ХФ произвольным образом распределяются по всему доступному для файла пространству . По этой причине ХФ иногда называют файлами с произвольной структурой (random file ) или файлами прямого доступа ( direct file ) . Хэш-функция выбирается таким образом , чтобы записи внутри файла были распределены максимально равномерно . Один из методов построения Хэш-функции (свёртка) основан на выполнении определённых арифметических операций над различными частями ( или над всеми ) поля перемешивания . Например , в качестве Хэш-функции используется функция MOD , на вход которой передаётся значение поля (ХЭШ-ключа ) . Функция делит полученные значения на некоторое предопределённое число , после чего остаток от деления используется в качестве адреса .
Проблема , связанная с использованием большинства Хеш-функций , заключается в том , что они не могут гарантировать уникальность вычисляемого адреса , поскольку количество возможных значений поля перемешивания может быть гораздо больше количества доступных для записи адресов (адресов страниц )
!!!Каждый вычисляемый Хеш-функцией адрес соответствует некоторой странице с несколькими ячейками (слотами) , предназначенными для отдельных записей . В пределах одной страницы записи размещаются в слотах ( ячейках ) в порядке поступления.
Тот случай , когда один и тот же адрес генерируется для 2-ух и более записей , называется конфликтом ( collision ) , а подобные записи – синонимами .
В этом случае новую запись необходимо вставить в другое место , т.к. место с вычисленным для него ХЭШ-адресом уже занято . Разрешение конфликтов усложняет работу с ХФ и снижает общую производительность системы .
Для разрешения конфликтов можно использовать следующие методы :
-открытую адресацию;
-несвязанную область переполнения;
-связанную область переполнения;
-многократное хеширование;
(Здесь можно раскрыть один из методов Хеширования или сослаться на параграф 6.3.2.)
6.5.4. Индексные файлы .
При использовании индексов могут быть приемлемы более эффективные методы поиска и извлечение данных . Индекс – это структура данных , которая помогает СУБД быстрее обнаруживать отдельные записи в файле , а потому позволяет сократить время выполнения запросов пользователя .
Индекс в БД аналогичен предметному указателю , приведенному в предметной книге . Это структура , связанная с файлом данных ( основной файл ) и предназначенная для поиска информации по тому же принципу , что и предметный указатель . Т.е. имеют место два файла : 1) Основной с данными; 2) Индексный;
Индекс позволяет избежать последовательного сканирования файла данных в поисках нужных данных (нужного объекта ) .Объект – это несколько записей данных . Как и предметный указатель индекс БД упорядочен , и каждый элемент индекса содержит название искомого объекта (записи в файле данных) , а также один или несколько указателей на место его расположения .
Например , для файлов с искомым индексом , структура индекса (индексной записи) имеет вид :
Значение ключа |
Номер записи |
Структура индекса содержит записи , состоящие из значений ключа (неправильного или вторичного ) и адреса(номера) логической записи в файле данных (основой файл).
Ещё раз подчёркиваю .
Файл , содержащий логические записи (экземпляры) соответствующие кортежам отношения , называются файлом данных (или основным файлом )(ФД).
Файл , содержащий индексные записи называют индексом (или индексным файлом, или таблицей индексов ) (ИФ) .
Значения в индексном файле упорядочены по полю индексирования , которое обычно строится на базе одного атрибута .
Определение 1: Если файл данных имеет последовательное упорядочение , а поле индексирования является ключевым полем этого файла данных , то есть гарантировано содержит уникальные значения для всех записей в ФД , то такой индекс называется первичным индексом .
Определение 2: Индекс , который определён на поле файла данных , отличном от ключевого поля (по которому ФД упорядочен) , называется вторичным индексом .
Файл может иметь один первичный индекс (или индекс кластеризации) и несколько вторичных индексов .
<<Если поле индексирования , являющееся одновременно полем упорядочивания , не является ключевым полем файла и по этой причине одному индексному значению может соответствовать несколько записей файла , то такой индекс называется индексом кластеризации .