Шпоры по ит. Ответы к экзамену по ИТ (1). Ответы к экзамену по ит
 Скачать 57.79 Kb.
|
|
18.Семантическая объектная модель. Семантическая объектная модель используется для моделирования данных. Команда разработчиков опрашивает пользователей, анализирует предоставленные ими отчеты, формы и запросы и на их основе строит пользовательскую модель данных. Эта модель данных в дальнейшем воплощается в структуре базы данных. В случае использования семантической модели объектной модели конструируемая модель будет содержать семантические объекты и связанные с ними конструкции. Семантическая объектная модель была впервые представлена в 1988г. и опубликована Коддом, Хаммером. Слово семантический означает смысловой, а семантический объект - это объект, который в определенной степени моделирует смысл пользовательских данных. Семантические объекты моделируют восприятие пользователя более точно, чем модель «сущность-связь». Семантический объект - это представление некоторой вещи, идентифицируемой в рабочей среде пользователя. Семантический объект – это именованная совокупность атрибутов, которая в достаточной степени описывает отдельный феномен. Подобно сущностям, семантические объекты группируются в классы. У объектного класса есть имя, которое отличает его от других классов и соответствует именам вещей, представляемых этим классом. Подобно сущностям объект имеет набор атрибутов. Каждый атрибут описывает одну из характеристик представляемого феномена. Объекты представляют отдельные феномены, то есть в восприятии пользователей они являются чем–то независимым и самостоятельным, что требует учета. Феномены – это сущности, информация о которых необходима. Семантические объекты имеют атрибуты, описывающие их характеристики. Есть три типа атрибутов. Простые атрибуты состоят из одного элемента. Групповые атрибуты являют собой совокупности атрибутов. Семантические объектные атрибуты – это атрибуты, которые устанавливают связь между двумя семантическими объектами. Семантическая объектная диаграмма – диаграмма, кот используются командами разработчиков для описания визуального представления структуры объектов. Объекты изображаются в вертикально ориентированных прямоугольниках. Имя объекта указывается вверху, а атрибуты записываются по порядку после имени объекта. 19.CASE- средства для автоматизированного проектирования реляционных баз данных. CASE-средства позволяют проектировать любые системы на компьютере. Необходимый элемент системного и структурно-функционального анализа, CASE-средства позволяют моделировать бизнес-процессы, базы данных, компоненты программного обеспечения, деятельность и структуру организаций. Применимы практически во всех сферах деятельности. Результат применения CASE-средств - оптимизация систем, снижение расходов, повышение эффективности, снижение вероятности ошибок. Программные продукты: Computer Associates IBM Rational Software CA ERwin Modeling Suite Oracle Designer (входит в Oracle9i Developer Suite) CASE— набор инструментов и методов программной инженерии для проектирования программного обеспечения, который помогает обеспечить высокое качество программ, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов. Также под CASE понимают совокупность методов и средств проектирования информационных систем с интегрированными автоматизированными инструментами, которые могут быть использованы в процессе разработки программного обеспечения. В функции CASE входят средства анализа, проектирования и программирования. С помощью CASE автоматизируются процессы проектирования интерфейсов, документирования и производства структурированного кода на желаемом языке программирования. Выделяют две основные концепции компьютерного программного обеспечения системы CASE: простые и «прозрачные» методы упрощения разработки программного обеспечения и/или его технического обслуживания; инженерный подход к разработке программного обеспечения и/или его технического обслуживания. Типичными CASE инструментами являются: инструменты управления конфигурацией; инструменты моделирования данных; инструменты анализа и проектирования; инструменты преобразования моделей; инструменты редактирования программного кода; инструменты рефакторинга кода; генераторы кода. В связи с наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в CASE-средствах. Эти средства предназначены для автоматизированного проектирования реляционных баз данных. Широко распространены CASE-системы, позволяющие выполнять ER-диаграммы в соответствии со стандартом IDEF1X. К ним относятся, в частности, Erwin, Design/IDEF, Power Designer. CASE-средства позволяют строить ER-диаграммы в реальном масштабе времени, что дает возможность наглядно изучать концептуальную модель данных и перестраивать ее соответственно поставленным целям и имеющимся ограничениям. ERwin является одним из CASE средств, позволяющих моделировать бизнес процессы. Он относится к категории I - CASE. ERwin обеспечивает интеграцию моделей верхнего уровня с моделями нижнего уровня. Модели верхнего уровня разрабатываются на начальных стадиях проектирования информационных систем. Модели нижнего уровня разрабатываются на этапе создания программного кода и тестирования. 20.Функциональные возможности CASE- средства. В состав CASE – средств входят четыре основных компонента. Средства централизованного хранения всей информации о проекте (репозиторий). Предназначены для хранения информации о разрабатываемом программном средстве в течении всего ЖЦ. Средства ввода. Служат для ввода данных в репозиторий, организации взаимодействия участников проекта с CASE – средством. Должны поддерживать различные методологии анализа, проектирования, тестирования, контроля. Предназначены для использования в течении ЖЦ различными категориями участников проекта. Средства анализа и разработки. Предназначены для анализа различных видов графических и текстовых описаний и их преобразования в процессе разработки. Средства вывода. Служат для кодогенерации, создания различного вида документов, управления проектом. Все компоненты CASE – средств в совокупности обладают следующими функциональными возможностями: Поддержка графических моделей; Контроль ошибок; Поддержка репозитория; Поддержка основных, вспомогательных и организационных процессов ЖЦ. В CASE – средствах разрабатываемые ПС представляются схематически. На разных уровнях проектирования могут использоваться различные виды и нотации графического представления ПС. Обычно применяются диаграммы различных типов. Разработка диаграмм осуществляется с помощью специальных графических редакторов, основными функциями которых являются создание и редактирование иерархически связанных диаграмм, их объектов и связей между объектами, а также автоматический контроль ошибок. 21.Понятие,архитектура и классификация систем управления базами данных (СУБД). Понятие. Система управления базами данных (СУБД) – это сов-сть языковых и програмн средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Современная СУБД содержит в своем составе программные средства создания баз данных (язык описания и манипулирования данными, визуальные средства, отладчики), средства работы с данными и сервисные средства. Функции элементов СУБД: - язык описания служит для преобразования логической модели в физическую; - язык манипулирования реализует операции над данными; - визуальные средства привлекаются в процессе проектирования графических объектов; - программы отладки соединяют и тестируют блоки программы управления, созданной БД; - средства работы с БД обеспечивают удобный интерфейс с пользователем; сервисные средства привлекают к работе с БД другие программы (эксель). Архитектура. В среде СУБД можно выделить след. пять основных компонентов. Аппаратное обеспечение. Одни СУБД предназначены для работы только с конкр типами ОС или оборудования, другие могут работать с широким кругом аппаратного обеспечения и различными ОС. Для работы СУБД обычно требуется некоторый минимум оперативной и дисковой памяти, но ее может быть недостаточно для достижения приемлемой производительности системы. Программное обеспечение. Этот компонент включает операционную систему, программное обеспечение самой СУБД, прикладные программы, включая и сетевое программное обеспечение, если СУБД используется в сети. Обычно приложения создаются на языках третьего поколения, таких как С, COBOL, Fortran, Ada или Pascal, или на языках четвертого поколения, таких как SQL, операторы которых внедряются в программы на языках третьего поколения. Данные – наиболее важный компонент с точки зрения конечных пользователей. База данных содержит как рабочие данные, так и метаданные, т.е. "данные о данных". Процедуры, к которым относят инструкции и правила, которые должны учитываться при проектировании и использовании базы данных: регистрация в СУБД; использование отдельного инструмента СУБД или приложения; запуск и останов СУБД; создание резервных копий СУБД; обработка сбоев аппаратного и программного обеспечения, включая процедуры идентификации вышедшего из строя компонента, исправления отказавшего компонента (например, посредством вызова специалиста по ремонту аппаратного обеспечения), а также восстановления базы данных после устранения неисправности; изменение структуры таблицы, реорганизация базы данных, размещенной на нескольких дисках, способы улучшения производительности и методы архивирования данных на вторичных устройствах хранения. Пользователи: клиенты БД, администратор БД, прикладн. программисты. Подсистема средств проектирования представляет собой набор инструментов, упрощающих проектирование и реализацию баз данных и их приложений. Как правило, этот набор включает в себя средства для создания таблиц, форм, запросов и отчетов. Подсистема обработки обеспечивает обработку компонентов приложений, созданных с помощью средств проектирования. Например, в Access 2003 имеется компонент, реализующий построение формы и связывающий элементы формы с данными таблиц. Третий компонент СУБД – ее ядро (DBMS Engine) выполняет функцию посредника между подсистемой средств проектирования и обработки и данными. Ядро СУБД получает запросы от двух других компонентов, выраженные в терминах таблиц, строк и столбцов, и преобразует эти запросы в команды операционной системы, выполняющие запись и чтение данных с физического устройства. Microsoft представляет два различных ядра для Access 2003: Jet Engine и SQL Server. Ядро Jet Engine используется для персональных и коллективных баз данных небольшого объема. Ядро SQL Server предназначено для крупных баз данных. Классификация СУБД По степени универсальности: СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Они не всегда позволяют добиться требуемой производительности и/или удовлетворить заданные ограничения по объёму памяти, предоставляемой для хранения БД. Тогда - специализированную СУБД для данного конкретного применения. Примером специализированной СУБД может быть система IMBASE, используемая для автоматизации проектных и конструкторских разработок. По типу модели данных: - иерархические. Первой такая СУБД - система IMS (Information Management System) компании IBM; - сетевые. Первой сетевой СУБД считается система IDS (Integrated Data Store), разработанная компанией General Electric немного позже системы IMS; - реляционные. Первые коммерческие реляционные СУБД от компаний IBM, Oracle Corporation, Relation Technology Inc. и других поставщиков появились в начале 80-х годов. Реляционные СУБД просты в использовании, повышают производительность программистов при разработке прикладных программ, хорошо приспособлены для работы в архитектуре клиент/сервер, позволяют параллельную обработку БД, хорошо приспособлены к графическим пользовательским интерфейсам. - объектно-реляционные (постреляционные). Объектно-реляционные СУБД продолжают использовать стандартный язык запросов для реляционных БД – SQL, но с объектными расширениями; - объектно-ориентированные. В основе объектно-ориентированных СУБД лежит объектно-ориентированная модель обработки данных. - многомерные, в основе которых лежит многомерная модель данных. На самом общем уровне все СУБД можно разделить на: - профессиональные (промышленные), которые представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. (Oracle, DB2, Sybase, Informix, Inqres, Progress). - персональные (настольные). (DBASE,FoxBase, FoxPro, Clipper, Paradox, Access.) 22.Возможности,предоставляемые СУБД пользователям и режимы работы пользователя в СУБД. СУБД должна предоставлять пользователям возможность: • сохранять, извлекать и обновлять данные в базе данных • контролировать доступ к данным • обеспечивать параллельную работу нескольких пользователей • поддерживать целостность данных Все современные СУБД имеют графический пользовательский интерфейс, через который возможна работа пользователя с СУБД в трех режимах: 1) через меню системы; 2) в командном режиме; 3) в программном режиме. Режим работы через меню системы обеспечивает взаимодействие пользователя с БД в интерактивном режиме. Он реализуется чаще всего в виде различных меню и диалоговых окон, с помощью которых пользователь постепенно уточняет, какие действия он хочет выполнить и какую информацию получить из БД. Для этого не надо знать языка СУБД. Командный режим обеспечивает диалог с БД на уровне синтаксических конструкций языка СУБД. Этот режим требует определенной подготовки пользователя, но обеспечивает более быстрый доступ к ресурсам БД. Программный режим обеспечивает организацию доступа к данным и управление ими из прикладных программ. В последние годы широкое распространение получили компьютерные сети. Пользователи компьютерных сетей могут работать с СУБД в однопользовательском и многопользовательском режимах, обеспечивающих доступ к БД соответственно одного из них и многих одновременно. 23.Функции СУБД: управление транзакциями, параллельным доступом; поддержка целостности данных; ведение системного каталога и др. Управление транзакциями Транзакция — это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Транзакция представляет собой набор действий, выполняемых с целью доступа или изменения содержимого базы данных. Примерами простых транзакций может служить добавление, обновление или удаление в базе данных сведений о некоем объекте. Сложная же транзакция образуется в том случае, когда в базу данных требуется внести сразу несколько изменений. Инициализация транзакции может быть вызвана отдельным пользователем или прикладной программой. Управление параллельным доступом Одна из основных целей создания и использования СУБД заключается в том, чтобы множество пользователей могло осуществлять параллельный доступ к совместно обрабатываемым данным. Параллельный доступ сравнительно просто организовать, если все пользователи выполняют только чтение данных, поскольку в этом случае они не могут помешать друг другу. Однако когда два или больше пользователей одновременно получают доступ к базе данных, конфликт с нежелательными последствиями легко может возникнуть, например, если хотя бы один из них попытается обновить данные. СУБД должна гарантировать, что при одновременном доступе к базе данных многих пользователей подобных конфликтов не произойдет. Поддержка целостности данных Термин целостность используется для описания корректности и непротиворечивости хранимых в БД данных. Реализация поддержки целостности данных предполагает, что СУБД должна содержать сведения о тех правилах, которые нельзя нарушать при работе с данными, и обладать инструментами контроля за тем, чтобы данные и их изменения соответствовали заданным правилам. Ведение системного каталога, Системный каталог, или словарь данных, является хранилищем инф-ции, описывающей данные в БД (по сути, это "данные о данных", или метаданные). Обычно в системном каталоге хранятся следующие сведения: • имена, типы и размеры элементов данных; • имена связей; • накладываемые на данные ограничения поддержки целостности; • имена санкционированных пользователей, которым предоставлено праводоступа к данным; • внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними; • статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных. Управление данными во внешней памяти Данная функция предоставляет пользователям возможности выполнения самых основных операций, которые осуществляются с данными, — это сохранение, извлечение и обновление информации. Она включает в себя обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для ускорения доступа к данным. Восстановление базы данных Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания); жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД. Поддержка языков БД Для работы с базами данных используются специальные языки, называемые языками баз данных. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов). Язык SQL позволяет определять схему реляционной БД и манипулировать данными. Словарь данных Одной из основополагающих идей рассмотренной выше трехуровневой архитектуры является наличие интегрированного системного каталога с данными о схемах, пользователях, приложениях и т. д. Системный каталог, который еще называют словарем данных, является, таким образом, хранилищем информации, описывающей данные в базе данных. Предполагается, что каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД. Обычно в словаре данных: содержится следующая информация: имена, типы и размеры элементов данных; имена связей; накладываемые на данные ограничения поддержки целостности; имена пользователей, которым предоставлено право доступа к данным; внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними; статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных. 24.Показатели производительности СУБД. Производительность – это величина, обратно пропорциональная времени, которое СУБД затрачивает на определенную операцию по обработке данных. Показатели производительности: – время выполнения запросов; – время создания индексов и выполнения операций обновления, вставки и удаления данных; – время поиска информации в неиндексированных полях; – время выполнения операций импорта данных из файлов других форматов; – максимальное число параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме; – время генерации отчетов. На производительность субд оказывают влияние два фактора: СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы; – производительность прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения баз данных. |