Анисимов М.М.. Министерство российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
 Скачать 100.04 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России Кафедра естественнонаучных дисциплин РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА по дисциплине «Информатика»
Иваново 2021 Содержание Задание 1 1.Базы данных и системы управления базами данных. Проектирование БД……3 1.1. Основные понятия и определения базы данных…………………………………………3 1.2. Современное состояние технологий баз данных………………………………………….4 2. Системы управления базами данных………………………………………………………7 3. Проектирование БД………………………………………………………………………….9 1.1. Концептуальное проектирование базы данных…………………………………………….9 1.2. Логическое проектирование базы данных………………………………………………….9 1.3. Физическое проектирование базы данных………………………………………….9 Базы данных и системы управления базами данных Стержневые идеи современных информационных технологий базируются на концепции баз данных. Согласно этой концепции, основой информационных технологий являются данные, которые должны быть организованы в базы данных в целях адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей. Одним из важнейших понятий в теории баз данных является понятие информации. Под информацией понимаются любые сведения о каком-либо событии, процессе, объекте. Данные — это информация, представленная в определенном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или информационным средством. Для компьютерных технологий данные — это информация в дискретном, фиксированном виде, удобная для хранения, обработки на ЭВМ, а также для передачи по каналам связи. База данных (БД) — именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области, или иначе БД — это совокупность взаимосвязанных данных при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений в определенной предметной области. БД состоит из множества связанных файлов. Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.  1.2. Современное состояние технологий баз данных. Кратко сформулируем основные современные принципы организации баз данных. *Значительная часть современных СУБД способна работать на компьютерах различной архитектуры под управлением разных операционных систем. *Подавляющее большинство современных СУБД обеспечивают поддержку полной реляционной модели данных, обеспечивая целостность категорий и целостность на уровне ссылок. *Современные СУБД для определения данных и манипуляции ими опираются на принятые стандарты в области языков, а при обмене данными между различными СУБД базируются на существующих технологиях по обмену информацией. *Многие существующие СУБД относятся к так называемым сетевым СУБД, которые предназначены для поддержки многопользовательского режима работы с базой данных и поддержки возможности децентрализованного хранения данных. *Такие СУБД имеют развитые средства администрирования баз данных и средства защиты хранимой в них информации. *Подобные СУБД имеют средства подключения клиентских приложений. *Современные СУБД характеризуются опытами применения концепции фундаментальной идеи объектно-ориентированного подхода, способствующей повышению уровня абстракции баз данных, являющейся перспективным этапом на пути развития технологий баз данных Информационные системы, созданные средствами технологии баз данных, иногда принято называть банками данных (БнД). БнД включает в себя: ƒ технические средства; ƒ одну или несколько БД; ƒ СУБД; ƒ словарь или каталог данных; ƒ администратора; ƒ вычислительную систему; ƒ обслуживающий персонал. Схематично это выглядит так, как показано на рис. 1.1.  Рис. 1.1.Банк данных Дадим краткие определения новым составляющим этой схемы. Словарь или каталог данных служит для централизованного накопления и описания ресурса данных. Он содержит описание ПрО, сведения о структуре БД, о связях между элементами БД. Словарь данных можно рассматривать как часть самой базы данных. Администратор БД (АБД) — человек или группа лиц, которые принимают решения. Основные функции АБД: ƒ участие в разработке БД; ƒ контроль правильности функционирования БД. Вычислительная система (ВС) — включает программные (ПС) и аппаратные средства (ТС). Обслуживающий персонал (ОП) — это лица, прямыми обязанностями которых является создание и поддержание корректного функционирования банка данных. Они ответственны за работу БнД и прикладного программного обеспечения. К обслуживающему персоналу относятся: разработчики и администраторы базы данных, аналитики, программисты. 1.3 Системы управления базами данных СУБД — это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ. По степени универсальности различаются два класса СУБД — системы общего назначения и специализированные системы. СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной обстановке. СУБД общего назначения обладает средствами настройки на работу с конкретной БД в условиях конкретного применения. В некоторых ситуациях СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемых проектных и эксплуатационных характеристик (производительность, занимаемый объем памяти и прочее). Тем не менее создание специализированных СУБД весьма трудоемкий процесс и для того, чтобы его реализовать, нужны очень веские основания. В процессе реализации своих функций СУБД постоянно взаимодействует с базой данных и с другими прикладными программными продуктами пользователя, предназначенными для работы с данной БД и называемыми приложениями. Для того чтобы СУБД успешно справлялась со своими задачами, она должна обладать определенными возможностями. Можно дать следующую обобщенную характеристику возможностям современных СУБД. 1. СУБД включает язык определения данных, с помощью которого можно определить базу данных, ее структуру, типы данных, а также средства задания ограничений для хранимой информации. В многопользовательском варианте СУБД этот язык позволяет формировать представления как некоторое подмножество базы данных, с поддержкой которых пользователь может создавать свой взгляд на хранимые данные, обеспечивать дополнительный уровень безопасности данных и многое другое. 2. СУБД позволяет вставлять, удалять, обновлять и извлекать информацию из базы данных посредством языка управления данными. 3. Большинство СУБД могут работать на компьютерах с разной архитектурой и под разными операционными системами, причем на работу пользователя при доступе к данным практически тип платформы влияния не оказывает. 4. Многопользовательские СУБД имеют достаточно развитые средства администрирования БД. 5. СУБД предоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью: ƒ системы обеспечения безопасности, предотвращающей несанкционированный доступ к информации базы данных; ƒ системы поддержки целостности базы данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных; ƒ системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базе данных; ƒ системы восстановления, позволяющей восстановить базу данных до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате аппаратного или программного обеспечения. 1.4. Проектирование БД Полный цикл разработки базы данных включает концептуальное, логическое и физическое ее проектирование. Концептуальное проектирование базы данных Первая фаза процесса проектирования базы данных заключается в создании для анализируемой части предприятия концептуальной модели данных. Проектирование сложных баз данных с большим количеством атрибутов осуществляется использованием, так называемого, нисходящего подхода. Этот подход начинается с разработки моделей данных, которые содержат несколько высокоуровневых сущностей и связей, затем работа продолжается в виде серии нисходящих уточнений низкоуровневых сущностей, связей и относящихся к ним атрибутов. Нисходящий подход демонстрируется в концепции модели "сущность — связь" (Entity-Relationship model — ER-модель) — самой популярной технологии высокоуровневого моделирования данных, предложенной П. Ченом. Модель "сущность — связь" относится к семантическим моделям. Семантическое моделирование данных, связанное со смысловым содержанием данных, независимо от их представления в ЭВМ. В построении общей концептуальной модели данных выделяют ряд этапов: ƒ Выделение локальных представлений, соответствующих обычно относительно независимым данным. Каждое такое представление проектируется как подзадача. ƒ Формулирование сущностей, описывающих локальную предметную область проектируемой БД, и описание атрибутов, составляющих структуру каждой сущности. ƒ Выделение ключевых атрибутов. ƒ Спецификация связей между сущностями. Удаление избыточных связей. ƒ Анализ и добавление неключевых атрибутов. ƒ Объединение локальных представлений. Созданная концептуальная модель данных предприятия является источником информации для фазы логического проектирования базы данных. Логическое проектирование базы данных Цель второй фазы проектирования базы данных состоит в создании логической модели данных для исследуемой части предприятия. Логическая модель, отражающая особенности представления о функционировании предприятия одновременно многих типов пользователей, называется глобальной логической моделью данных. Процесс проектирования БД должен опираться на определенную модель данных (реляционная, сетевая, иерархическая), которая определяется типом предполагаемой для реализации информационной системы СУБД. Концептуальное и логическое проектирование — это итеративные процессы, которые включают в себя ряд уточнений, продолжающиеся до тех пор, пока не будет получен наиболее соответствующий структуре предприятия продукт. Физическое проектирование базы данных Целью проектирования на данном этапе является создание описания СУБД ориентированной модели БД. Действия, выполняемые на этом этапе, слишком специфичны для различных моделей данных, поэтому их сложно обобщить. Остановимся на реляционной модели данных. В этом случае под физическим проектированием подразумевается: ƒ создание описания набора реляционных таблиц и ограничений для них на основе информации, представленной в глобальной логической модели данных; ƒ определение конкретных структур хранения данных и методов доступа к ним, обеспечивающих оптимальную производительность системы с базой данных; ƒ разработка средств зашиты создаваемой системы. |