Билет 19.

1. Проектирование реляционных баз данных, основные понятия, оценки текущего проекта бд.

Проектированию подвергается структура таблицы и взаимосвязей между таблицами.

В настоящее время применяются 2 основных подхода:

1. Предметно – ориентированный подход (предметные БД)

2. Прикладной подход (прикладные БД)

1. Создаются в соответствии с информационной структурой отдельной предметной области. В этом случае БД является моделью предметной области и отражает все основные закономерности этой ПО.

Достоинства:

• Относительно невысокие затраты на проектирование и реализацию БД.

• При развитии ПО такая БД достаточно легко дорабатывается и приводится в соответствие с ПО.

Недостатки:

• Предметная БД как правило не могут быть использованы в других предметных областях.

2. Учитывает наиболее часто встречающиеся пути доступа к данным и общие закономерности решаемых задач в различных ПО.

Достоинства:

• Информационная система основанная на прикладном подходе достаточно легко адаптируются для решения задач в различных ПО.

• Невысокие затраты для реализации задач хранения и выборки данных.

Недостатки:

• Высокие затраты вычислительных ресурсов, а также программных средств.

Как правило, долгосрочный проект БД реализуется в 2 этапа:

1. На 1-ом этапе используется предметный подход.

2. На 2-ом прикладной.

Определения:

• Декартово произведение: Для заданных конечных множеств (не обязательно различных) декартовым произведением называется множество произведений вида: , где

Пример: если даны два множества A (a1,a2,a3) и B (b1,b2), их декартово произведение будет иметь вид С=A*B (a1*b1, a2*b1, a3*b1, a1*b2, a2*b2, a3*b2)

• Отношение: Отношением R, определенным на множествах называется подмножество декартова произведения . При этом:

• множества называются доменами отношения

• элементы декартова произведения называются кортежами

• число n определяет степень отношения ( n=1 - унарное, n=2 - бинарное, n-арное)

• количество кортежей называется мощностью отношения

Пример: на множестве С из предыдущего примера могут быть определены отношения R1 (a1*b1, a3*b2) или R2 (a1*b1, a2*b1, a1*b2)

Можно провести аналогию между элементами реляционной модели данных и элементами модели "сущность-связь". Реляционные отношения соответствуют наборам сущностей, а кортежи - сущностям. Поэтому, также как и в модели "сущность-связь" столбцы в таблице, представляющей реляционное отношение, называют атрибутами.

Основная цель проектирования БД:

1) сокращение избыточности информации,

2) уменьшение затрат на многократное обновление полей,

3) устранение возможных противоречий информации из-за хранения в различных местах  получение «чистого» проекта, т.е. каждый факт в БД встречается только 1 раз.

2. Сравнительная характеристика организации кэш–памяти прямого отображения, ассоциативной и наборно-ассоциативной.

КЭШ с прямым отображением.

0
1	2
2
3
4
5
6
7
	тег	0	1	2	3	4	5	6	7

При кэш попадании считывание идет из кэш памяти, попадание определяется совпадением поля тега адреса и поля тега соответствующей строки кэш. Т.е. Строка кэш однозначно определяется адресом МП.

Достоинства: малые аппаратные затраты ( 1 операция сравнения для тегов)

Недостатки: если несколько блоков ПО используются одинаково часто и претендуют на одну и ту же строку кэш, то эффективность кэш снижается.

Ассоциативный КЭШ.

Л юбой блок памяти может занимать любую строку КЭШ.

0	45
1
2	23
3
4	17
5
6	06
7
	тег	0	1	2	3	4	5	6	7

Достоинства: отсутствие конфликтов адресов.

Недостатки: большие аппаратные затраты для сравнения всех тегов.

Наборно-ассоциативный КЭШ.

Несколько линий адреса образуют набор и сравнение тегов произв. только для строк входящих в набор.

0{	0	45
	1
1{	2	23
	3	4
2{	4
	5	41
3{	6	06
	7
		тег	0	1	2	3	4	5	6	7

Достоинства: отсутствие конфликтов адресов.

Недостатки: большие аппаратные затраты для сравнения всех тегов.