Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна


НазваниеРатманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна
страница1/6
Дата публикации24.07.2013
Размер0.58 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Информатика > Документы
  1   2   3   4   5   6
Базы данных.

Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна.
Ратманова «Базы данных. Курс лекций» (2006).

Методички: «Проектирование баз данных и разработка приложений в среде MS SQL Server», «Проектирование баз данных и разработка приложений СУБД InterBase».

Дополнительно: Ратманова «Методология организаций информационная поддержка принятия решений в сфере энергетики» (2006), Левенец «Технология разработки ПО», Дейт «Введение в систему баз данных».
Курс лекций:

  1. модели данных

  2. системы управления базами данных (СУБД)

  3. автоматизированные информационные системы.


Модели данных.

Введение в базы данных, основы интеграции данных.
План:

  1. основные определения.

  2. историческая справка.

  3. трехуровневое представление информации.


Основные определения:

Информация – любые сведения о каком-либо событии, сущности, процессе, являющиеся объектом некоторых операций: восприятия, передачи, преобразования, хранения и использования.

Данные – информация, фиксированная в определенной форме, пригодной для последующей обработки, хранения и передачи.

БД – поименованная структурированная совокупность взаимосвязанных данных, относящихся к определенной предметной области и находящихся под централизованным программным управлением.

СУБД (в архитектуре «клиент-сервер» СУБД называется «сервер баз данных») – совокупность языковых и программных средств, предназначенных для централизованного управления данными и организации доступа к ним многих пользователей.

Автоматизированный банк данных (АБД) – организационно-техническая система, представляющая собой совокупность данных, аппаратного обеспечения, ПО, а также коллектива специалистов.
^ Историческая справка:

50 – первая половина 60-х годов:

ЭВМ: IBM 360 (ЕС ЭВМ).

ОС: ЕС.

СУБД: иерархические и сетевые.

Появляются первые документальные информационно-поисковые системы, развивается государственная автоматизированная система научно-технической информации (ГАСНТИ).

60-70 годы:

Широкое распространение получают АСУП (автоматические система управления производством) и САПР (система автоматического проектирования). Осуществляются большие масштабы автоматизации производства.


АСУП – автоматизированная система управления производством.

ТЗ – техническое задание.

АСНИ – автоматизированная система научной информации.

САПР – система автоматизированного проектирования.

АСТПП – автоматизированная система технической подготовки производства.

ГАП АСУТП – автоматизированная система управления технологическим процессом.

АСКИО – автоматизированная система контроля и испытания объектов.

АБД – автоматизированный банк данных.

Существуют готовые автоматизированные технологии поддержания жизненного цикла изделия – программные продукты, охватывающие все перечисленные подсистемы.
80-е годы:

ЭВМ: ПЭВМ, локальные сети.

ОС: Windows 98X.

СУБД: псевдореляционные (dBase-группа).

В рамках локальных вычислительных сетей отделов стали внедряться автоматизированные рабочие места (АРМ). Начался период локальной автоматизации рабочих мест. Все, кто работает с информацией, стали создавать локальные БД.
90-е годы:

ЭВМ: SUN, DEC, PC

ОС: UNIX, Linux, Windows XP.

СУБД: Реляционные сервера.

Начинает распространяться корпоративные глобальные вычислительные сети, на их основе создаются КИС (корпоративные информационные системы), автоматизируется управление корпоративным документооборотом, на фоне концентрации производства и управления становится необходимым автоматизация корпоративного управления. В настоящее время возрастает роль информационной поддержки принятия решений: накопление информации о какой-либо деятельности, её комплексная аналитическая обработка в целях поддержки принятия решений ЛПР (лиц, принимающих решения).
Настоящее время:

ЭВМ: РС, облачные вычисления.

ОС: Linux, WinXP и выше.

СУБД: реляционные сервера, XML Nativ, ОО СУБД.

Продолжает развиваться сетевая обработка данных с применением Интернет-технологий, создаются корпоративные порталы, внедряются стандарты межведомственных электронных взаимодействий, электронное правительство.
^ Модели данных.

Трехуровневое представление информации в интегрируемых базах данных.



Концептуальная модель предметной области отражает семантику в виде совокупности информационных объектов (сущностей), их характеристик (свойств) и связей между ними. (Семантика – смысловое значение слова.)

Логическая модель БД – это выраженная в терминах модели данных СУБД концептуальная модель предметной области (модели данных – иерархическая, сетевая, реляционная).

Физическая модель – это выраженная в терминах языка описания данных конкретной СУБД логическая модель БД. Её называют скрипт на создание базы.

Сама БД, содержащая экземпляры информационных объектов, находится в файловом пространстве сервера и на модельном уровне не описывается.

^ Концептуальное моделирование предметной области.

План:

  1. модель «сущность-связь» Питера Чена

  2. диаграмма классов уровня анализа UML.

^ Модель «Сущность-связь».

Её называют ERD-моделью. Эта модель базируется на 3 понятиях: сущность, атрибут, связь. Сущность – реальный или абстрактный объект, информация о котором должна сохраняться и быть доступной. Это бизнес-понятие и бизнес-событие предметной области. Необходимо различать тип и экземпляр сущности. Тип сущности относится к набору однородных объектов, а экземпляр – к конкретному. Например, тип – студент, экземпляр – Иванов. Моделирование БД ведется на уровне типов. Сущности обозначаются прямоугольниками. Атрибут – любая деталь, которая служит для уточнения, идентификации, классификации, числовой характеристики или выражения состояния сущности. Атрибуты используются для определения того, какая информация о сущности должна быть собрана в системе. Один или несколько атрибутов обязательно однозначно идентифицируют экземпляр сущности. Это ключ. Все экземпляры сущности должны различаться. Атрибуты обозначаются кружочками. Связь – графически изображенная ассоциация, установленная между двумя сущностями. Изображается ромбом. Существует 4 типа связи:

  • Один к одному (1:1). Одному экземпляру первой сущности соответствует один или ноль экземпляров другой сущности.

  • Один ко многим (1:М). Одному экземпляру первой сущности соответствует ноль, один или несколько экземпляров второй сущности.

  • Многие к одному (М:1). Ноль, один или несколько экземпляров первой сущности соответствует одному экземпляру второй сущности.

  • Многие ко многим (М:N). Ноль, один или несколько экземпляров одной сущности связаны с нулем, одним или несколькими экземплярами второй сущности.

Приведем пример ER-модели в нотации Питера Чена.


Обычно при разработке концептуальной модели изучается отчетность конкретной организации, структура, существующие информационные системы, законодательная база. В результате выявляются основные бизнес-понятия и бизнес-события предметной области.

Модель Питера Чена слабо формализована. В настоящее время применяются более развитые нотации, которые положены в основу CASE-средств автоматизированного проектирования ПО. CASE-средства – графический редактор, поддерживающий одну или несколько нотаций информационного моделирования, поддерживает целостность и на выходе получает программный код, соответствующий модели на выбранном ЯПВУ.

^ Диаграммы классов уровня анализа языка UML.

В январе 1997 года три теоретика объектно-ориентированного моделирования Г. Буч, Джим Рамбо, Айвар Якобсон объединились в компании Rational Software и разработали нотации языка объектно-ориентированного моделирования UML.

Процесс разработки ПО включает 4 стадии:

  1. анализ требований к автоматизированной системе.

  2. объектно-ориентированный анализ предметной области.

  3. ОО проектирование системы.

  4. реализация.

Подо все эти стадии существуют соответствующие диаграммы, а сам язык UML предназначен для визуального моделирования, проектирования и документирования программных систем. Разработка концептуальной модели предметной области выполняется в рамках 2 этапов: анализ требований и ОО анализ предметной области. Анализ требований визуализируется посредством 2 диаграмм: Use Case Diagram (диаграмма вариантов использования (ВИ) системы), Activity Diagram (диаграмма деятельности). Первая диаграмма отражает варианты использования системы и взаимодействующие с ними актеры, то есть отражает предназначение системы, а вторая отображает логику каждого ВИ. Процесс разработки АИС начинается с анализа требований, результатом которого является Use Case диаграмма. Она состоит из актеров – это роль объекта вне системы, напрямую взаимодействующей с ней (менеджер, работник склада), ВИ – это последовательность выполняемых системой действий, которая приводит к видимому, значимому для актера результату. Актер и ВИ связываются посредством связей: ассоциация (прямая линия), расширение – включение добавочного поведения в ВИ (штрихпунктирная линия), включение – включение добавочного обязательного поведения в ВИ, обобщение – отношение между общим и специфичным. Правила: не моделировать связи между актерами; не соединять связью два ВИ, кроме случаев связи включения и расширения; порядок выполнения ВИ не отражается в диаграмме; каждый ВИ должен быть инициирован актером; БД – это слой под диаграммой и потоки информации не отражаются на диаграмме; каждый актер может взаимодействовать с определенным набором ВИ.

Рассмотрим для примера фрагмент диаграммы ВИ тестовой информационной системы «склад деталей».



На этапе анализа требований для каждого ВИ разрабатывается диаграмма деятельности – блок-схема ВИ, которая показывает логику (алгоритм) использования.

Отдельно разрабатывается концептуальная модель предметной области, и этот процесс начинается с выявления основных концептуальных объектов, которые встречаются в системе (основные бизнес-понятия и бизнес-события в системе). Необходимо стремиться, чтобы эти объекты лежали в основе системы и удовлетворяли посредством своего атрибутивного набора описанным ВИ создаваемой системы. Концептуальная модель – это декомпозиция предметной области. Требования к системе сменяются быстрее, чем реальный мир, и задача проектировщика АИС – удовлетворить потребности заказчика на основе концептов предметной области. Основной составляющей ОО анализа в UML является разработка диаграммы классов, которая определяет типы объектов системы и различного рода связи между ними.

В UML существует 3 различные диаграммы классов:

  1. концептуальная модель предметной области (модель анализа)

  2. модель спецификации классов (модель проектирования)

  3. модель реализации.

Концептуальная модель – это модель анализа.

Класс – это совокупность объектов с общими атрибутами, операциями, отношениями и семантиками. Изображается в виде прямоугольника, разделенного на 3 части: имя класса, атрибуты, методы.

Отношение определяет ассоциации между классами: зависимость – это семантическое отношение между двум сущностями, при котором изменение одной влечет изменение другой (штрихпунктирная линия со стрелкой), ассоциация – структурное отношение, описывающее совокупность связей (прямая, на которой показывается степень связи (сколько экземпляров связано), обязательность (для всех экземпляров она должна быть), имя связи)). Варианты степеней: n – много, 0..0, 0..1, 0..n, 1..1, 1..n. Разновидностью ассоциации является агрегирование – отношение «часть-целое». Около целого рисуется ромб, а у частей прямые. Если ромб закрашен, то поддерживается каскадное удаление (удаление целого влечет удаление всех частей). Обобщение – отношение «подтип-супертип» (стрелка). Реализация – связь между интерфейсами и реализующими классами (штрихпунктирная линия со стрелкой).

Рассмотрим концептуальную модель «склад деталей».


Склад

Строка отпуска

Количество


Примечание:

  1. деталь сделана из конкретного материала. Эта идея использования справочника материалов. Связь М:1

  2. может не быть деталей, сделанных из какого-то материала (0..n)

  3. деталь лежит на конкретном складе, много деталей связаны с конкретным складом, склад может быть пуст. Склад – справочник для детали. Справочник всегда связан отношением «многие к одному»

  4. во время поставки поставляется одна деталь конкретным поставщиком, но во время поставки обязательно должны быть и поставщик и деталь

  5. поставщик находится в одном конкретном городе. Город – это справочник для поставщиков, могут быть города, где нет поставщиков.

  6. накапливается историчность регистрационных сведений поставщика, у него может меняться адрес, название и др. Атрибуты юридического лица: название, юридический адрес, ИНН, ОГРН, организационно-правовая форма, ФИО руководителя, телефон

  7. за 1 отпуск можно поставить (отпустить) несколько видов деталей. Строка отпуска – часть целого отпуска. Должна быть хотя бы 1 запись строки

  8. клиент может быть юридическим лицом или частным предпринимателем (ИП). Рационально поддерживать 2 отдельных справочника со своим реквизитом. Клиент – супер-тип двух подтипов: юридическое лицо и ИП. Во время отпуска связь поддерживается с 1 клиентом, при этом поставляется несколько видом деталей.

Принцип создания концептуальной модели:

  • Составить список понятий на основе анализа требований и отобразить выбранные классы на концептуальной модели.

  • Добавить необходимые ассоциации между классами, учтя при этом экземплярность связей.

  • Добавить в классы атрибуты, необходимые для выполнения требований заказчика.

  • Можно выделить следующие категории классов:

    • Типы актеров (люди, организации).

    • Актеры (роли, участники).

    • Физические объекты (реальные вещи).

    • Дескриптивные вещи (спецификации описания).

    • Транзакции (события, процессы).

    • Элементы транзакций (строка заказов, поставки).

    • Места, контейнеры (магазин, склад).

В настоящее время есть готовые шаблоны концептуальных моделей предметных областей.

Таким образом, склад деталей базируется на 3 понятиях: деталь, поставщик и клиент. Введен ряд справочников в целях нормализации некоторых атрибутов: материал, город, склад. В нашей модели 2 основных бизнес-события: поставка и отпуск деталей. Это связь «многие ко многим» между деталью и поставщиком или деталью и клиентом. Кроме того, принято решение, что отпуск может включать несколько деталей, то есть расширяться. Для этого вводится строка отпуска. Клиент является супертипом для подтипов юридическое лицо и ИП, которые реализуются отдельными справочниками.

Принципы логического моделирования базы данных.

План:

  1. определение типов и моделей данных

  2. иерархическая и сетевая модели

  3. реляционная модель.

В языке высокого уровня поддерживаются достаточно развитые типы данных, включая простые, структурированные, ссылочные и абстрактные (объекты). Простые типы являются базовыми по отношению к ЭВМ и различаются как целый, вещественный, логический, литерный и т.д. Тип данных – это совокупность структуры данных, операций, накладываемых на данные, и ограничений целостности, то есть мероприятий, которые обеспечивают корректную работу операций с данным типом. Структурный тип предназначен для конструирования из конечного набора базовых типов сложных структур данных. Выделим три основные структурных типа: запись (структура), массив, файл, рекурсивная структура. Массив – совокупность данных одного типа. Операции работы с массивом: создание, задание изначальных значений элементов массива, выбор элементов по значению индексов (порядковому номеру) и избирательное обновление элементов. Ограничения целостностями – это то, что все элементы одного типа и индекс – целое число. Структура (тип записи) – совокупность элементов разного типа. Например, структура – сотрудник включает элементы табельный номер, ФИО, дата рождения. Структура не используется в чистом виде, а для конструирования более сложных типов, в частности файлов. Файл – это совокупность записей одинаковой структуры (массив структур). Файл хранится на жестком диске и предназначен для хранения данных. Функции с файлом: создать, установить указатель на начало файла, записать в конец файла новую запись, считать информацию по указателю и получить указатель на конец файла. Рекурсивный тип – образуется суперпозиция типов данных в целях получения более сложных структур, например, деревьев, поддерживается с помощью указателей.
  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconРатманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна
Методички: «Проектирование баз данных и разработка приложений в среде ms sql server», «Проектирование баз данных и разработка приложений...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconАлехин алексей анатольевич алехно анастасия александровна белоусова ксения андреевна
Перфильева ирина авеноровна полтарацкая елена сергеевна почтариков константин сергеевич
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconПермская синематека и госкиноцентр «пермкино» рекомендуют: художественные...
Военная драма. Реж. Станислав Ростоцкий. В ролях: Андрей Мартынов, Ирина Шевчук, Ольга Остроумова, Елена Драпеко, Ирина Долганова,...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconКасаткина Елена Сергеевна Возраст
...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconСанкт-Петербургский государственный детский ледовый театр елена бережная...
Станиславом Войтюком. Биография Станислава богата, он работал над постановкой программ таких фигуристов как: Мария Петрова – Алексей...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconШевчик Елена Сергеевна проходила производственную практику в отделе...
Шевчик Елена Сергеевна проходила производственную практику в отделе товарной номенклатуры и торговых ограничений Тюменской таможни...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconКурс Время Дата Корпус аудитория число студентов Ф. И. О. Студентов (№ группы)
ЛЛ5),Ломакина Татьяна Александровна (10ЛЛ5),Алхасави Алмоса Кутейба (10ЛЛ6),Трушникова Евгения Анатольевна (10ЛЛ6),Блинова Ольга...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconКурс Время Дата Корпус аудитория число студентов Ф. И. О. Студентов (№ группы)
ЛЛ5),Ломакина Татьяна Александровна (10ЛЛ5),Алхасави Алмоса Кутейба (10ЛЛ6),Трушникова Евгения Анатольевна (10ЛЛ6),Блинова Ольга...
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconНиколай Николаевич Никулин Воспоминания о войне Хранитель
Ирина Сергеевна (1930 г рожд.), заведует отделением рисунка в отделе истории западноевропейского искусства Государственного Эрмитажа....
Ратманова Ирина Дмитриевна, Игнатьева Елена Сергеевна iconЛапшина Мария Сергеевна 2 курс 11 группа
...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница