- Главная
- Разное
- Бизнес и предпринимательство
- Образование
- Развлечения
- Государство
- Спорт
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Религиоведение
- Черчение
- Физкультура
- ИЗО
- Психология
- Социология
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Что такое findslide.org?
FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Обратная связь
Email: Нажмите что бы посмотреть
Презентация на тему Базы данных. Управление данными
Содержание
- 3. Основные требования, предъявляемые к банкам данных
- 4. Основные требования, предъявляемые к банкам данных
- 5. Основные требования, предъявляемые к банкам данных
- 6. Основные требования, предъявляемые к банкам данных
- 7. Основные требования, предъявляемые к банкам данных
- 9. Информационная базаДанные, отражающие состояние определенной предметной области и используемые информационной системой
- 10. Уровни представления данныхКонцептуальный уровеньПользовательРазработчик ИСЛогический (внешний) уровеньПрикладной
- 11. Лингвистические средствав состав СУБД включаются специальные языки
- 12. Этапы работы с базой данныхОписание БДОписание частей
- 13. Языковые средства работы с базой данныхЯзык описания
- 14. Языки, базирующиеся на C-исчислении, предложенном Коддомбазируется на
- 15. Характеристики языковФункциональныеотражают возможности описания данных, средств представления
- 16. Свойства языков запросовСелективная мощностьхарактеризует возможность выбора данных
- 17. Свойства языков запросовУровень процедурностиопределяется присущими реляционной модели
- 18. Язык для работы с базами данных
- 19. Программные средства
- 20. Комплекс программных средствядро, обеспечивающее управление данными во
- 21. Централизованное управление данными обеспечивает:сокращение избыточности в хранимых
- 22. Технические средстваТехнические средства БнДЭВМСредства хранения данныхСредства ввода
- 23. Организационно-административные подсистемы и нормативно-методическое обеспечениеОрганизационно-методические средства банка
- 24. Пользователи баз данныхКонечный пользовательимеет дело только с
- 25. Пользователи баз данныхПрикладные программистыимеют, как правило, в
- 26. Типология баз данныхКлассификация по форме представляемой информацииФактографическиеДокументальныеМультимедийныеКартографическиеВидео-, аудио-, графические
- 27. Типология баз данныхКлассификация по типу хранимой (не мультимедийной) информацииФактографическиеДокументальныеПолнотекстовыеБиблиографически-реферативныеЛексикографическиеКлассификаторыКодификаторыСловариТезаурусыРубрикаторы
- 28. Типология баз данныхКлассификация по типу используемой модели данныхИерархическиеСетевыеРеляционныеПостреляционныеОбъектно-ориентированные
- 29. Типология баз данныхКлассификация по топологии храненияЛокальные БДРаспределенные
- 30. Типология баз данныхКлассификация по сфере возможного примененияУниверсальныеСпециализированныеКлассификация по степени доступностиОбщедоступныеС ограниченным доступом
- 31. Типология баз данных с точки зрения информационных
- 32. Система моделей представления информации Инфологические моделиМодели представления
- 33. Примерная схема организации ввода-вывода
- 34. Линейные файлы данных
- 35. Методы доступа к записям
- 36. Первые системы управления базами данных
- 37. Два уровня независимости данных
- 38. Схема обработки запроса на выборку данных из
- 39. Типы, форматы, структуры данныхтип данных - совокупность
- 40. Варианты размещения данных и их описанияПрограммаОписание данныхДанныеВ
- 41. Основные отличительные особенности обработки данных, характерные для
- 42. Основные задачи обработки данных, решаемые на основе
- 43. Эффективность Простота Скорость выборки Стоимость (сложность) аппаратных
- 44. Соотношение понятий концептуальной и внутренней схемнабор объектов,
- 45. Варианты решений трехуровневого представления
- 46. Трехуровневая архитектура обеспечивает выполнение основных требований, предъявляемых
- 47. Трехуровневая архитектура имеет следующие достоинства с точки
- 48. Идентификация объектов и записей Основные понятияв задачах
- 49. Атрибутивный способ идентификации (используется для хорошо структурированной информации)
- 50. ИнформацияОбъект предметной областиСвойствоДанныеЗаписьЭлементы данныхЗначениеАтрибутивный способ идентификации (используется для хорошо структурированной информации)
- 51. Поиск записейВ зависимости от уровня программного обеспечения
- 52. Первичный (главный) ключидентифицирует запись единственным образомВторичный (альтернативный)
- 53. Способы хранения ключа и атрибутаИнвертируемый список
- 54. Типология простых (атомарных) запросов:А(Е) = ? Каково
- 55. Составные условия поиска могут использовать несколько простых
- 56. Этапы преобразования представлений предметной области
- 57. Модели данных и баз данныхМодель данных -
- 58. Структуры данныхСтруктура информациисхематичная форма представления сложных композиционных
- 59. Линейные структурыМассивысовокупность однотипных элементов число элементов массива
- 60. Нелинейные структурыСпискисовокупность однотипных элементовпорядок выборки элементов может
- 61. 123456789101112131415162117181920ДеревоКореньЛистья
- 62. ДеревьяСбалансированное дерево в каждом узле имеет одинаковое
- 63. 1Сетевые структуры23456789101112345
- 64. ПоставщикИзделиеПример простой сетевой структуры РасценкаЗаказ на закупкуПартия товара
- 65. РуководительСлужащийруководитИзделиеУзелДетальПример сетевой структуры с петлей
- 66. Основные понятия реляционной модели Первичный ключPKFIOYEARJOBKAFДоменыОтношениеКортежиКардинальностьАтрибутыСтепень
- 67. Реляционная модель предъявляет к таблицам следующие требования:1)
- 68. Объединение
- 69. Пересечение
- 70. Разность
- 71. Произведение
- 72. ВыборкаKaf = 605
- 73. Проекция
- 74. Соединение
- 75. ДелениеДелимоеПосредникДелительДеление
- 76. Физические модели баз данныхОрганизация данных на машинных носителях
- 77. Физические модели баз данныхТипы записей
- 78. Способы организации файлов данных
- 79. Физическое представление с разделением данных и связей
- 80. Требования, предъявляемые к базам данных Описания должны
- 81. Модели и этапы проектирования баз данныхПроектирование базы
- 82. Модели и этапы проектирования баз данныхПроектирование начинается
- 83. Модели и этапы проектирования баз данныхОбъединяя отдельные
- 84. Модели и этапы проектирования баз данныхИнфологическая человеко-ориентированная
- 85. Модели и этапы проектирования баз данныхВсе модели,
- 86. Стадии и объекты процесса проектирования
- 87. Пример ER-диаграммы
- 88. Сущность, с помощью которой моделируется класс однотипных
- 89. СвойстваCвойство - характер связи свойства с сущностью.Свойство
- 90. Связь определяется как «ассоциация, объединяющая несколько сущностей»Сущности,
- 91. СотрудникРабочийПрограммистТабельный номерФИОЯзык программированияПрикладной программистСистемный программистОтношение «род –
- 92. Сущности. Каждый тип сущности в ER-диаграммах представляется
- 93. Нотация ER-диаграммСвойства. Свойства служат для уточнения, идентификации,
- 94. Нотация ER-диаграммСвязь – это графически изображаемая ассоциация,
- 95. В первой нормальной форме ER-диаграммы устраняются повторяющиеся
- 96. Пример ER-диаграммы в третьей нормальной форме
- 97. ТранзакцииИсходное состояниеИсходное состояниеИзмененная БДНарушение целостностиCOMMITROLLBACKИсходное состояниеТранзакция –
- 98. Модель автоматического выполнения транзакций INSERTCOMMITUPDATECOMMITINSERTCOMMITUPDATEROLLBACKНепротиворечивая БДНепротиворечивая БДНепротиворечивая БД
- 99. Модель управляемого выполнения транзакций BEGIN TRANSACTIONИсходное состояние
- 100. Протокол журнализации (и управления буферизацией) действует по
- 101. Пользователь не должен осуществлять рестарт транзакций или
- 102. Программы ведения системного журнала регистрируют операции над
- 103. Кладовщик 1Кладовщик 2Запрос количества пива на складе
- 104. Кладовщик 1Кладовщик 2Запрос количества пива на складе
- 105. Кладовщик 1Кладовщик 2Запрос количества пива на складе
- 106. Проблема «строк-призраков»Декан ФИТВыгрузить данные аттестации!!! Компьютер деканата
- 107. Сериализация транзакцийМетод сериализации транзакций — это механизм
- 108. Захват и освобождение объекта Выделяются два основных
- 109. В контексте реляционных баз данных возможны следующие
- 110. Транзакция — это законченный блок обращений к
- 111. Распределенные базы данных
- 112. Основные особенности распределенных баз данныхРепликацияУдаленные транзакцииРаспределенные запросы
- 113. OLTP (Online Transaction Processing) транзакционная системаобработка
- 114. Типовой запрос к OLTP-системе:«Каков был уровень импорта
- 115. Использование OLTPOLTP-системы оперативной обработки транзакций, характеризуются большим
- 116. Системы OLTP характеризуются:поддержкой большого числа пользователей; малым
- 117. Требования к OLTPСильно нормализованные модели данных;При возникновении
- 119. Хранилища данныхSQLКаково среднее значение промежутка времени между
- 120. Хранилища данных
- 123. Хранилища данныхОсновные операции над кубами данных:СечениеВращениеСверткаДетализация
- 124. OLAP (Online Analytical Processing) аналитическая обработка
- 127. Критерии OLAP (FASMI)Fast (Быстрый). Приложение OLAP должно
- 129. Методы аналитической обработки данных в хранилищеТрадиционные статистические
- 130. Средства анализа данных в СППР на основе
- 133. Скачать презентацию
- 134. Похожие презентации
Основные требования, предъявляемые к банкам данных
Слайд 9
Информационная база
Данные, отражающие состояние определенной предметной области и
используемые информационной системой
Слайд 10
Уровни представления данных
Концептуальный уровень
Пользователь
Разработчик ИС
Логический (внешний) уровень
Прикладной программист
Физический
(внутренний) уровень
СУБД
Обобщенный взгляд на данные с позиций предметной области
Не
затрагивает физической организации (размещения) данных во внешней памятиГлобальное представление БД, определяет необходимые условия для организации хранения данных на внешних запоминающих устройствах
Слайд 11
Лингвистические средства
в состав СУБД включаются
специальные языки для
описания представлений внутреннего и внешнего уровней
язык манипулирования данными (ЯМД)
дополнительные
сервисные средства (например, средства генерации отчетов)
Слайд 12
Этапы работы с базой данных
Описание БД
Описание частей БД,
необходимых для конкретных приложений (задач, групп задач)
Программирование задач или
описание запросов в соответствии с правилами конкретного языка и использованием языковых конструкций для обращения к БДЗагрузка БД
Слайд 13
Языковые средства работы с базой данных
Язык описания данных
(ЯОД)
определение схемы базы данных
характеристики хранимых и виртуальных данных
параметры организации
хранения данных в памятисредства поддержки целостности базы данных, ограничения доступа, секретности
Язык манипулирования данными (ЯОД)
средства запросов к базе данных и поддержания базы данных (добавление, удаление, обновление данных, создание и уничтожение БД, изменение определений БД, обеспечение запросов к справочнику БД)
Слайд 14
Языки, базирующиеся на C-исчислении, предложенном Коддом
базируется на классическом
прикладном исчислении предикатов
в качестве области изменения значений предметной переменной
используется множество выборок (кортежей) отношенияЯзыки, базирующиеся на P-исчислении, предложенном Пиротти
представляет собой разновидность прикладного многотипного исчисления предикатов
каждому типу переменных или констант соответствует определенный домен базы данных
Языковые средства работы с базой данных
Слайд 15
Характеристики языков
Функциональные
отражают возможности описания данных, средств представления запроса,
обновления, поддержки целостности и секретности, включения в языки программирования,
управления форматом ответов, средств запроса к словарю данных БД и т. д.Качественные
определяются такими свойствами, как полнота, селективная мощность, простота изучения и использования, степень процедурности и модульности, унифицированность, производительность и эффективность
Слайд 16
Свойства языков запросов
Селективная мощность
характеризует возможность выбора данных по
разным критериям
язык с большей селективной мощностью позволяет сформулировать большинство
запросов так, что ответ на них содержит меньше ненужных данныхПростота изучения
субъективная оценка, охарактеризована степенью его близости к естественному языку, требуемым для его освоения временем и необходимым уровнем подготовки пользователя
Слайд 17
Свойства языков запросов
Уровень процедурности
определяется присущими реляционной модели свойствами,
в частности, полным отделением логической структуры данных от структур
хранения и стратегий доступаМодульность построения языка
характеризует возможность существования нескольких уровней языка и зависит от специфических свойств математической теории, лежащей в его основе
языки, не обладающие модульностью, требуют от пользователя знания почти всего объема средств языка, что усложняет процесс их изучения
Слайд 18 Язык для работы с базами данных SQL (Structured
Query Language)
SQL
средства для спецификации и обработки запросов на выборку
данныхфункции по созданию, обновлению, управлению доступом
язык описания данных + язык манипулирования данными
внутренний язык баз данных, отражает особенности конкретной СУБД
Слайд 20
Комплекс программных средств
ядро, обеспечивающее управление данными во внешней
и оперативной памяти, а также протоколирование изменений
процессор языка
базы данных, обеспечивающий обработку (трансляцию или компиляцию) и оптимизацию запросов на выборку и изменение данныхподсистема (библиотека) поддержки программных вызовов, которая обслуживает прикладные программы управления данными, взаимодействующие с СУБД через средства пользовательского интерфейса
сервисные программы (системные и внешние утилиты), обеспечивающие настройку СУБД, восстановление после сбоев и ряд дополнительных возможностей обслуживания
Слайд 21
Централизованное управление данными обеспечивает:
сокращение избыточности в хранимых данных
совместное
использование хранимых данных
стандартизацию представления данных, упрощающую
эксплуатацию БДразграничение доступа к данным
целостность данных, обеспечиваемую процедурами, предотвращающими включение в БД неверных данных, и ее восстановление после отказов системы
Слайд 22
Технические средства
Технические средства БнД
ЭВМ
Средства хранения данных
Средства ввода данных
Средства
отображения данных
Коммуникационные средства
Устройства ввода-вывода и накопители внешней памяти —
традиционно «узкое место» любой базы данных Важные параметры: объем и быстродействие накопителей, отказоустойчивость
Слайд 23
Организационно-административные подсистемы и нормативно-методическое обеспечение
Организационно-методические средства банка данных
различные
инструкции, методические и регламентирующие материалы, предназначенные для пользователей разных
категорий, взаимодействующих с банком данныхинструкции конечным пользователям по работе с базой данных, документы, определяющие права доступа и регламент работы; сюда же отнесем и методики проектирования баз
Слайд 24
Пользователи баз данных
Конечный пользователь
имеет дело только с внешним
интерфейсом, поддерживаемым СУБД
Администратор базы данных (АБД)
несет ответственность за проектирование
и общее управление базой данныхопределяет информационное содержание БД
идентифицирует объекты БД и моделирует базу, используя язык описания данных
решает все вопросы, связанные с размещением БД в памяти, выбором стратегии и ограничений доступа к данным
организует процессы загрузки, ведения и восстановления БД и многие другие действия, которые не могут быть полностью формализованы и автоматизированы
Слайд 25
Пользователи баз данных
Прикладные программисты
имеют, как правило, в своем
распоряжении один или несколько языков программирования, с помощью которых
генерируются прикладные программыАдминистратор приложений
определяет для приложений подмодели данных
(разные приложения обеспечиваются собственным «взглядом», но не на всю БД, а только на требуемую для конкретного приложения («видимую») ее часть)
Слайд 26
Типология баз данных
Классификация по форме представляемой информации
Фактографические
Документальные
Мультимедийные
Картографические
Видео-, аудио-,
графические
Слайд 27
Типология баз данных
Классификация по типу хранимой (не мультимедийной)
информации
Фактографические
Документальные
Полнотекстовые
Библиографически-реферативные
Лексикографические
Классификаторы
Кодификаторы
Словари
Тезаурусы
Рубрикаторы
Слайд 28
Типология баз данных
Классификация по типу используемой модели данных
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Постреляционные
Объектно-ориентированные
Слайд 29
Типология баз данных
Классификация по топологии хранения
Локальные БД
Распределенные БД
Классификация
по типологии доступа и характеру использования
Специализированные
Интегрированные
Классификация по функциональному назначению
Операционные
Справочно-информационные
Слайд 30
Типология баз данных
Классификация по сфере возможного применения
Универсальные
Специализированные
Классификация по
степени доступности
Общедоступные
С ограниченным доступом
Слайд 31
Типология баз данных с точки зрения информационных процессов
БД
могут относится с различным уровням информационных процессов
Уровень информационных технологий
(ИТ)БД определяется как взаимосвязанная совокупность файлов ОС, содержащих данные о предметной области решаемой задачи
основное внимание уделяется физической структуре БД
Уровень системы (ИС)
БД рассматривается как компонента, представляющая собой информационную модель предметной области
наиболее важной является проблема логической структуры БД
Уровень информационных ресурсов (ИР)
БД трактуется как элемент мировых ИР
основной характеристикой здесь является содержание БД
Слайд 32
Система моделей представления информации
Инфологические модели
Модели представления хорошо
структурированной информации
Модели представления плохо структурированной информации
IDEF-модели
Диаграммы потоков данных
ER-модели
Дескрипторные модели
Семантические
сети. Тезаурусы
Фреймы
Даталогические модели
Модели представления фактографической информации
Модели представления документальной информации
Объектно-ориентированные
Теоретико-графовые
Теоретико-множественные
Инвертирования организация
Прямая организация
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Бинарных отношений
Схемно-определяемая структура
Контекстно-определяемая структура
Физические модели
Модели, основанные на файловых структурах
Модели, имеющие страничную организацию
IDEF – одно из семейств стандартов ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing)
IDEF – ICAM DEFinition
DFD – Data Flow Diagram
ER – Entity-Relationship – Сущность-Связь
Слайд 38
Схема обработки запроса на выборку данных из БД
прикладная
программа (клиентское приложение) формирует и выдает системе управления базами
данных запрос на чтение необходимых данных, содержащихся в базеСУБД отыскивает описание затребованных данных в структуре описания данных прикладного уровня (внешняя модель)
СУБД по глобальному описанию БД (концептуальная схема) определяет необходимые данные на логическом уровне
СУБД по описанию физической структуры БД (физическая модель) определяет физическую запись (или совокупность записей), которую необходимо считать для выборки данных, затребованных прикладной программой
СУБД через подсистему управления потоками данных выдает операционной системе запрос на чтение хранимой записи
подсистема управления вводом-выводом операционной системы осуществляет физическое чтение записи в системный буфер ОС
СУБД выделяет необходимую логическую запись, осуществляет форматные преобразования, обусловленные различиями описаний на глобальном и прикладном уровнях, и передает для функциональной обработки приложением данные в рабочий буфер, выделяемый прикладной программой или самой СУБД
Слайд 39
Типы, форматы, структуры данных
тип данных - совокупность соглашений
о программно-аппаратурной форме представления и обработки, а также ввода,
контроля и вывода элементарных данныхПример: Bigint (целочисленный)
структуры данных — способы композиции простых данных в агрегаты и операции над ними
Пример: File (файл)
форматы файлов — представление информации им уровне взаимодействия операционной системы с прикладными программами
Пример: двоичный, символьный, текстовый файлы
Слайд 40
Варианты размещения данных и их описания
Программа
Описание данных
Данные
В прикладной
программе
Программа
Описание данных
Д
а
н
н
ы
е
В файле данных
Программа
Данные
Отдельным набором данных (словарь данных)
Описание данных
Слайд 41 Основные отличительные особенности обработки данных, характерные для файловых
систем и систем управления базами данных
Файл
представляет собой совокупность записей
одного типа, доступ к которым определяется типом организации файла и осуществляется только средствами операционной системыописывают и используют в прикладной программе, работающей с данными
ОС устанавливает связь между именем и адресом данных
База данных
совокупность данных разного типа, причем часто по одним данным получают другие
существует независимо от конкретной прикладной программы, создается с целью интеграции данных, объединяющей данные многих приложений (но определенного назначения)
СУБД устанавливает связь между содержанием и адресом
Слайд 42 Основные задачи обработки данных, решаемые на основе концепций
баз данных, сводятся к следующим вопросам
Каким образом сложные нелинейные
структуры данных представить в виде линейных — наиболее соответствующих принципу последовательного представления (хранения) в машинной памяти?Каким образом организовать данные, чтобы была возможность эффективного внесения, удаления и редактирования данных?
Как организовать данные, чтобы использование пространства памяти (плотность данных) было достаточно рациональным, а скорость доступа к записям данных высокой?
Каким образом организовать данные, чтобы поиск был эффективным и позволял отыскивать записи по нескольким ключам?
Слайд 43
Эффективность
Простота
Скорость выборки
Стоимость (сложность) аппаратных средств
Скорость выборки
Сложность процедур доступа
Плотность данных
Время доступа и
сложность процедур Независимость данных
Производительность
Гибкость средств поиска
Избыточность данных
Гибкость поиска
Скорость поиска
Сложность процедур доступа
Простота обслуживания
Создание базы данных — это попытка найти компромисс сразу по нескольким направлениям и сочетаниям нескольких взаимообратных факторов (с точки зрения прагматики)
Слайд 44
Соотношение понятий концептуальной и внутренней схем
набор объектов, представляющих
интерес для актуальных или предполагаемых пользователей
совокупность функциональных характеристик объектов
и особенностей представления информации (например, в числовой или текстовой форме)Абстрагированное описание предметной области с фиксированной (логической) точки зрения
Отображение концептуальной схемы на физический уровень называют внутренней схемой
Отражение взгляда (точки зрения) отдельного пользователя на концептуальную схему (как вариант восприятия предметной области) называют внешней схемой
Слайд 46 Трехуровневая архитектура обеспечивает выполнение основных требований, предъявляемых к
системам баз данных
адекватность отображения предметной области
возможность взаимодействия с БД
разных пользователей при решении разных прикладных задачобеспечение независимости программ и данных
надежность функционирования БД и защита от несанкционированного доступа
Слайд 47 Трехуровневая архитектура имеет следующие достоинства с точки зрения
пользователей различных категорий
системный аналитик, создающий модель предметной области,
не обязательно
должен быть специалистом в области программирования и вычислительной техники и не вмешивается во внутреннее представление данныхадминистратор баз данных, обеспечивающий отражение концептуальной схемы во внутреннюю, не должен беспокоиться о корректности представления предметной области
конечные пользователи, используя внешнюю схему, могут не
вдаваться полностью в предметную область, обращаясь только
к необходимым составляющим
Слайд 48
Идентификация объектов и записей
Основные понятия
в задачах обработки информации
атрибуты именуют (обозначают) и приписывают им значения
информацию о свойствах
каждого из объектов рассматриваемой совокупности надо сохранять (записывать) как данные, чтобы при решении задач их можно было найти и выполнить необходимые преобразованиялюбое состояние объекта характеризуется совокупностью актуализированных атрибутов (имеющих некоторое из значений в этот момент времени), которые фиксируются на некотором материальном носителе в виде записи — совокупности (группы) формализованных элементов данных (значений атрибутов, представленных в том или ином формате)
Слайд 50
Информация
Объект
предметной области
Свойство
Данные
Запись
Элементы данных
Значение
Атрибутивный способ идентификации
(используется для хорошо
структурированной информации)
Слайд 51
Поиск записей
В зависимости от уровня программного обеспечения прикладной
программист может использовать следующие способы
Задать машинный адрес данных и
в соответствии с физическим форматом записи прочитать значениеЭто случай, когда программист должен быть «навигатором»
Сообщить системе имя записи или элемента данных, которые он хочет получить, и возможно, организацию набора данных.
В этом случае система сама произведет выборку, но для этого она должна будет использовать вспомогательную информацию о структуре данных и организации набора
В качестве ключа, обеспечивающего доступ к записи, можно использовать идентификатор — отдельный элемент данных
Слайд 52
Первичный (главный) ключ
идентифицирует запись единственным образом
Вторичный (альтернативный) ключ
идентифицирует
некоторую группу записей, имеющих определенное общее свойство
Сцепленный ключ
несколько
элементов данных, которые в совокупности, обеспечат уникальность идентификации каждой записи набора данныхПоиск записей
Слайд 54
Типология простых (атомарных) запросов:
А(Е) = ?
Каково значение
атрибута А для объекта Е?
А(?) = V
Какие объекты
имеют значение атрибута, равное V??(Е) = V
Какие атрибуты объекта Е имеют значение, равное V?
?(Е) = ?
Какие значения атрибутов имеет объект E?
А(?) = ?
Какие значения имеет атрибут А в наборе?
?(?) = V
Какие атрибуты объектов набора имеют значение, равное V?
в запросах типов 2, 3, 6 вместо оператора равенства может быть использован другой оператор сравнения (больше, меньше, неравно или другие)
Запросы типа 1 выполняются поиском по «прямому» массиву: доступ к записи производится по первичному ключу
Запросы типа 2 выполняются поиском по инвертированному списку: доступ к записи(ям) производится по указателю, выбираемому из списка по значению вторичного ключа. Ответом в этих случаях будет значение атрибута или идентификатора
Запросы типа 3 имеют ответом имя атрибута
Запросы типа 2, 5, 6 относятся к нескольким атрибутам, и в этом случае могут быть построены несколько индексов, облегчающих поиск по этим ключам
Слайд 55 Составные условия поиска могут использовать несколько простых условий,
обычно связанных логическими (булевыми) операторами
Системы с вторичными индексами. В
этих системах последовательность расположения записей соответствует последовательности значений первичного ключа. Как правило, используется один первичный индекс и несколько вторичных.
Системы частично инвертированных файлов. В этих системах записи могут располагаться в произвольной последовательности.
Первичный индекс отсутствует. Вторичные индексы применяются для прямой адресации записей, что существенно облегчает включение в файл новых записей, так как допускается их размещение в любом свободном участке файла
Системы полностью инвертированных файлов. В этих системах предусмотрено наличие файлов, содержащих значения отдельных элементов данных, входящих в состав записей, — допускается раздельное хранение элементов данных записи.
Значения элементов данных, составляющих конкретную запись или кортеж, в общем случае могут размещаться в памяти произвольно.
Слайд 57
Модели данных и баз данных
Модель данных - обеспечивает
на формальном абстрактном уровне конкретные способы представления объектов и
связейсредство спецификации типов данных и их организации, разрешенных в конкретной БД
основа разработки общей методологии построения баз данных
основа минимизации влияния эволюции баз данных на уже существующие прикладные программы и работу конечных пользователей
основа разработки семейства языков запросов и языков манипулирования данными
основа архитектуры СУБД
основа изучения динамических свойств различных организаций данных
Модель базы данных
определяет ясную границу между логическим и физическим аспектами управления базой данных (независимость данных)
обеспечивает конечным пользователям и программистам, создающим БД, возможность и средства общего понимания смысла данных (коммуникабельность)
определяет языковые понятия высокого уровня, обеспечивающие возможность выполнения однотипных операций над большими совокупностями записей (в общем случае разнотипных данных) как единую операцию (обработка множеств)
Слайд 58
Структуры данных
Структура информации
схематичная форма представления
сложных композиционных объектов и
связей реальной предметной области, выделяемых как актуально необходимые для
решения прикладных задачэто неотъемлемое свойство информации (сведений, сигналов, воспринимаемых субъектом) о некоторой совокупности объектов предметной области в контексте практической задачи (решаемой субъектом)
Структура данных
атрибутивная форма представления свойств и связей предметной области, ориентированная на выражение описания данных средствами формальных языков
это определение информационных массивов (состава и взаимосвязей данных на логическом уровне, соответствующих характеру информации и видам соответствующих преобразований)
Структура записей
целесообразная (учитывающая особенности физической среды) реализация способов хранения данных и организации доступа к ним как на уровне отдельных записей, так и их элементов
это определение структуры физической памяти: выделение, освобождение и защита областей физического носителя, способы адресации и пересылки
Слайд 59
Линейные структуры
Массивы
совокупность однотипных элементов
число элементов массива известно
до его размещения, что позволяет строить гибкие многомерные системы
адресацииПоследовательности
представляет собой совокупность однотипных элементов
число элементов до размещения неизвестно
Таблицы
последовательности, обычно представляемые строками – совокупностями разнотипных элементов.
множество записей, каждая из которых представляет набор поименованных полей
Слайд 60
Нелинейные структуры
Списки
совокупность однотипных элементов
порядок выборки элементов может отличаться
от порядка следования в памяти, определенного при размещении
число элементов
до размещения неизвестноДеревья
представляет собой иерархию элементов, называемых узлами
на самом верхнем уровне иерархии имеется только один узел — корень
каждый узел, кроме корня, связан с одним узлом на более высоком уровне, называемым исходным узлом для данного узла
Каждый элемент может быть связан с одним или несколькими элементами на более низком уровне, которые называются порожденными.
элементы, расположенные в конце ветви, т. е. не имеющие порожденных, называются листьями
Сети
любой элемент может быть связан с любым другим элементом
Слайд 62
Деревья
Сбалансированное дерево в каждом узле имеет одинаковое число
ветвей, причем процесс включения новых ветвей в узлы дерева
идет сверху вниз, а на каждом уровне дерева — слева направоДвоичные деревья — это особая категория сбалансированных древовидных структур, в которой допускается не более двух ветвей для одного узла
Пример несбалансированного двоичного дерева
Слайд 66
Основные понятия реляционной модели
Первичный ключ
PK
FIO
YEAR
JOB
KAF
Домены
Отношение
Кортежи
Кардинальность
Атрибуты
Степень
Слайд 67
Реляционная модель предъявляет к таблицам следующие требования:
1) данные
в ячейках таблицы должны быть структурно неделимыми ;
2) данные
в одном столбце должны быть одного типа;3) каждый столбец должен быть уникальным (недопустимо дублирование столбцов);
4) столбцы размещаются в произвольном порядке;
5) строки размещаются и таблице также в произвольном порядке;
6) столбцы имеют уникальные наименования.
Слайд 80
Требования, предъявляемые к базам данных
Описания должны быть
понятны пользователю, не проектировавшему базу
2. Однажды принятые способы представления
данных должны допускать присоединение новых элементов данных без изменения существующих схем данных и прикладных программ3. СУБД должны позволять эффективно обрабатывать произвольные запросы к базе данных
Слайд 81
Модели и этапы проектирования баз данных
Проектирование базы данных
— это упорядоченный формализованный процесс создания системы взаимосвязанных описаний,
т. е. таких моделей предметной области, которые связывают (фиксируют) хранимые в базе данные с объектами предметной области, описываемыми этими даннымиТакие описания реализуются, например, в виде схем
Слайд 82
Модели и этапы проектирования баз данных
Проектирование начинается c
анализа предметной области и выявления функциональных и других требований
к проектируемой системеПроектирование обычно выполняется человеком (группой людей) — системным аналитиком (а на практике чаще администратором базы данных), которым может быть как специально выделенным сотрудником, так и будущим пользователем базы данных, достаточно хорошо знакомым с машинной обработкой данных
Слайд 83
Модели и этапы проектирования баз данных
Объединяя отдельные представлений
о содержимом базы данных, полученные в результате опроса пользователей,
и свои представления о данных, которые могут потребоваться для решения практических задач, системный аналитик сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных.2. Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических выражений, таблиц, графов и других средств, понятных всем людям, работающим над проектированием базы данных, называют инфологической моделью
Слайд 84
Модели и этапы проектирования баз данных
Инфологическая человеко-ориентированная модель
практически полностью независима от физических параметров среды хранения данных,
которой может быть как память человека, так и ЭВМИнфологическая модель не изменяется до тех пор, пока какие-то изменения в реальном мире (той его части, которая отнесена к предметной области) не потребуют изменения в модели соответствующего фрагмента описания, чтобы эта модель продолжала адекватно отражать предметную область.
Слайд 85
Модели и этапы проектирования баз данных
Все модели, кроме
инфологической, являются машинно-ориентированными
С их помощью СУБД дает возможность
программам и пользователям осуществлять доступ к хранимым данным лишь по их именам, не заботясь о физическом расположении этих данныхТак как доступ к данным осуществляется с помощью конкретной СУБД, то модели должны быть представлены на языке описания данных этой СУБД. Такое описание, создаваемое по инфологической модели данных, называют даталогической моделью данных.
Для размещения и поиска данных на внешних запоминающих устройствах СУБД использует физическую модель данных.
Слайд 88 Сущность, с помощью которой моделируется класс однотипных объектов,
определяется как «предмет, который может быть четко идентифицирован».
Сущность должна
определяться таким набором атрибутов, который позволял бы различать отдельные экземпляры сущности.Сущность имеет имя, уникальное в пределах модели. При этом имя сущности — это имя типа, а не некоторого конкретного экземпляра.
Сущности подразделяются на сильные и слабые.
Сущности
Слайд 89
Свойства
Cвойство - характер связи свойства с сущностью.
Свойство может
быть множественным или единичным
Свойство может быть простым или составным
В
некоторых случаях полезно различать базовые и производные свойстваЕсли наличие некоторого свойства для всех экземпляров сущности не является обязательным, то такое свойство называется условным
Значения свойств могут быть постоянными – статическими или динамическими
Свойство может быть неопределенным
Свойство может рассматриваться как ключевое
Слайд 90
Связь определяется как «ассоциация, объединяющая несколько сущностей»
Сущности, объединяемые
связью, называются участниками. Степень связи определяется количеством участников связи
Если
каждый экземпляр сущности участвует, по крайней мере, в одном экземпляре связи, то такое участие этой сущности называется полным (или обязательным); в противном случае — неполным (или необязательным)Количественный характер участия экземпляров сущностей (один или многие) задается типом связи (или мощностью связи). Возможны следующие типы: «один к одному» (1:1), «один ко многим» (1:M), «многие ко многим» (М:М).
Отношение «часть — целое» используются для представления составных объектов.
Связи
Слайд 91
Сотрудник
Рабочий
Программист
Табельный номер
ФИО
Язык программирования
Прикладной программист
Системный программист
Отношение «род – вид»
используется для представления обобщенных объектов.
Сущность может быть расщеплена на
два или более взаимоисключающих подтипов, каждый из которых включает общие атрибуты и/или связи.Сущность, на основе которой определяются подтипы, называется супертипом.
Супертипы
Слайд 92 Сущности. Каждый тип сущности в ER-диаграммах представляется в
виде прямоугольника, содержащего имя сущности.
В качестве имени обычно
используются существительные (или обороты существительного) в единственном числе. Для отражения сущностей слабых типов используются прямоугольники, стороны которых рисуются двойными линиями.
Нотация ER-диаграмм
Слайд 93
Нотация ER-диаграмм
Свойства. Свойства служат для уточнения, идентификации, характеристики
или выражения состояния сущности или связи. Свойства отображаются в
виде эллипсов, содержащих имя свойства. Эллипс соединяется с соответствующей сущностью или связью линией.Имена ключевых свойств подчеркиваются
Контур эллипса рисуется двойной линией, если свойство многозначное
Контур эллипса рисуется штриховой линией, если свойство производное
Эллипс соединяется пунктирной линией, если свойство условное
Если свойство составное, то составляющие его свойства отображаются другими эллипсами, соединенными с эллипсом составного
Слайд 94
Нотация ER-диаграмм
Связь – это графически изображаемая ассоциация, устанавливаемая
между сущностями. Каждый тип связи на ER-диаграмме отображается в
виде ромба с именем связи внутри. И качестве имени обычно используются отглагольные существительные.Стороны ромба рисуют двойными линиями, если это связь сущности слабого типа с сущностью, от которой она зависит.
Участники связи соединены со связью линиями. Двойная линия обозначает полное участие сущности в связи с данной стороны.
Связь может быть модифицирована указанием роли.
Тип связи указывается индексами «1» или «М» над соответствующей линией
Слайд 95 В первой нормальной форме ER-диаграммы устраняются повторяющиеся атрибуты
или группы атрибутов, т. е. производится выявление неявных сущностей,
«замаскированных» под атрибуты.Во второй нормальной форме устраняются атрибуты, зависящие только от части уникального идентификатора. Эта часть уникального идентификатора определяет отдельную сущность.
В третьей нормальной форме устраняются атрибуты, зависящие от атрибутов, не входящих в уникальный идентификатор. Эти атрибуты являются основой отдельной сущности.
Нормальные формы ER-диаграмм
Слайд 97
Транзакции
Исходное состояние
Исходное состояние
Измененная БД
Нарушение целостности
COMMIT
ROLLBACK
Исходное состояние
Транзакция – неделимая
с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования
данными, такая, что:1) либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД;
2) либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует.
Слайд 98
Модель автоматического выполнения транзакций
INSERT
COMMIT
UPDATE
COMMIT
INSERT
COMMIT
UPDATE
ROLLBACK
Непротиворечивая БД
Непротиворечивая БД
Непротиворечивая БД
Слайд 99
Модель управляемого выполнения транзакций
BEGIN TRANSACTION
Исходное состояние БД
UPDATE
SAVE
TRANSACTION A
INSERT
ROLLBACK TO A
DELETE
COMMIT TRANSACTION
Точка сохранения А
Cостояние БД после
транзакции
Слайд 100 Протокол журнализации (и управления буферизацией) действует по правилу
Write Ahead Log (WAL) — «пиши сначала в журнал»,
и состоит в том, что если требуется сохранить во внешней памяти измененный объект базы данных, то перед этим нужно гарантировать сохранение во внешней памяти журнала записи о его изменении.Журнал транзакций
Слайд 101 Пользователь не должен осуществлять рестарт транзакций или повторный
ввод данных. Восстановление должно проходить на базе транзакции с
помощью отмены или изменения отдельных транзакций.2. Быстрое восстановление данных обеспечивается генерацией данных, используемых для восстановления.
3. При выполнении процедур автоматизированного восстановления пользователь не должен анализировать состав данных и выбирать сами процедуры.
Общие требования к системе восстановления данных в составе СУБД
Слайд 102 Программы ведения системного журнала регистрируют операции над БД:
описание соответствующей транзакции, код пользователя, текст входного сообщения, тип
изменения БД, адреса изменяемых данных вместе с их значениями до и после изменения.Программы архивации используются для регулярного получения копий БД для последующего ее восстановления.
Программы восстановления применяются для возврата БД или некоторых ее частей и состояние, предшествующее возникновению отказа. При этом используют архивную копию БД и системный журнал.
Программы отката ликвидируют последствия выполнения определенной транзакции в БД.
Программы записи контрольных точек и повторного исполнения позволяют ускорить восстановление.
Сервисные программные средства для восстановления
Слайд 103
Кладовщик 1
Кладовщик 2
Запрос количества пива на складе для
ID_Сорт = 5
Ответ: 30
Запрос количества пива на складе для
ID_Сорт = 5Ответ: 30
Заполнение столбца ID_Сорт таблицы «Пиво» с Количеством 25
Заполнение столбца ID_Сорт таблицы «Пиво» с Количеством 18
Изменение значения столбца Количество и занесение нового значения (5) в строку таблицы
Изменение значения столбца Количество и занесение нового значения (12) в строку таблицы
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 30
… … …
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 5
… … …
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 12
… … …
«Проблема пропавшего изменения»
Слайд 104
Кладовщик 1
Кладовщик 2
Запрос количества пива на складе для
ID_Сорт = 5
Ответ: 30
Заполнение столбца ID_Сорт таблицы «Пиво» с
количеством 30Увеличение значения столбца Количество на 30 и занесение нового значения (60) в строку таблицы
Запрос количества пива на складе с ID_Сорт=5
Ответ: 60
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 30
… … …
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 60
… … …
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 30
… … …
Проблема чтения «грязных данных» (dirty data)
ROLLBACK
(возврат к исходному состоянию)
Заполнение столбца ID_Сорт таблицы «Пиво» с количеством 60
!! ОШИБКА !!
Слайд 105
Кладовщик 1
Кладовщик 2
Запрос количества пива на складе для
ID_Сорт = 5
Ответ: 30
Заполнение столбца ID_Сорт таблицы «Пиво» с
количеством 30Увеличение значения столбца Количество на 30 и занесение нового значения (60) в строку таблицы
Запрос количества пива на складе с ID_Сорт=5
Ответ: 30
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 30
… … …
ID_Сорт … Количество
… … …
5 … 60
… … …
☹ Не то продали! Бестолковые менеджеры!
Проблема чтения несогласованных данных
Запрос количества пива на складе с ID_Сорт=6
Ответ: 50
Продаем 6ой сорт, раз его больше!
Запрос количества пива на складе с ID_Сорт=5
Ответ: 60
Слайд 106
Проблема «строк-призраков»
Декан ФИТ
Выгрузить данные аттестации!!!
Компьютер деканата
Выгружаем
список…
Студент Пупкин
Ура! Я только что переписал аттестацию!
Преображенский Ю.П.
Беги
в деканат, расскажи им об этом!
Студент Пупкин
Бягу!!!
Студент бежит…, список выгружается….
Декан ФИТ
Всё! Пупкин не сдал! Отчислить его!
Студент Пупкин
Аааа! Я ж сдал!
Список выгружается еще раз…. Пупкин сдал… но его уже отчислили…
Слайд 107
Сериализация транзакций
Метод сериализации транзакций — это механизм их
выполнения по такому плану, когда результат совместного выполнения транзакций
эквивалентен результату некоторого последовательного выполнения этих же транзакций.Между транзакциями могут существовать следующие виды конфликтов:
Транзакция 2 пытается изменять объект, измененный незакончившейся Транзакцией 1 (W-W — конфликт);
Транзакция 2 пытается изменять объект, прочитанный незакончившейся Транзакцией 1 (R-W — конфликт);
Транзакция 2 пытается читать объект, измененный незакончившейся Транзакцией 1 (W-R — конфликт).
Слайд 108
Захват и освобождение объекта
Выделяются два основных режима
захватов:
совместный режим — S (Shared), означающий разделяемый захват объекта
и необходимый для выполнения операции чтения объекта;монопольный режим — X (exclusive), означающий монопольный захват объекта и необходимый для выполнения операций записи, удаления и модификации.
Слайд 109
В контексте реляционных баз данных возможны следующие варианты:
файл
- физический (с точки зрения базы данных) объект, область
хранения нескольких отношений и, возможно, индексовтаблица - логический объект, соответствующий множеству записей данного отношения;
страница данных - физический объект, хранящий записи одного или нескольких отношений, индексную или служебную информацию;
запись - элементарный физический объект базы данных.
Потенциально возможные объекты для захвата
Слайд 110 Транзакция — это законченный блок обращений к базе
данных и некоторых действий над ней, для которого гарантируется
выполнение четырех условий, так называемых свойств ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability):атомарность — операции транзакции образуют неразделимый атомарный блок с определенным началом и концом. Этот блок либо выполняется от начала до конца, либо не выполняется вообще. Если в процессе выполнения транзакции произошел сбой, происходит откат к исходному состоянию
согласованность — по завершении транзакции все задействованные объекты находятся в согласованном состоянии
изолированность — одновременный доступ транзакций различных приложений к разделяемым объектам координируется таким образом, чтобы эти транзакции не влияли друг на друга
долговременность — все изменения данных, осуществленные в процессе выполнения транзакции, не могут быть потеряны
Правила ACID
Слайд 112
Основные особенности распределенных баз данных
Репликация
Удаленные транзакции
Распределенные запросы
Слайд 113
OLTP
(Online Transaction Processing)
транзакционная система
обработка транзакций в реальном
времени
Способ организации БД, при котором система работает с небольшими
по размерам транзакциями, но идущими большим потоком, и при этом клиенту требуется от системы минимальное время отклика.
Слайд 114
Типовой запрос к OLTP-системе:
«Каков был уровень импорта товара
в январе 2012 года?»
Невозможны аналитические запросы вида:
«Будет ли получена
от этого прибыль?»«Какие клиенты наиболее выгодны с позиции таможенных платежей и почему?»
Слайд 115
Использование OLTP
OLTP-системы оперативной обработки транзакций, характеризуются большим количеством
изменений, одновременным обращением множества пользователей к одним и тем
же данным для выполнения разнообразных операций - чтения, записи, удаления или модификации данных. Для нормальной работы множества пользователей применяются блокировки и транзакции. Эффективная обработка транзакций и поддержка блокировок входят в число важнейших требований к системам оперативной обработки транзакций.OLTP-системы предназначены для ввода, структурированного хранения и обработки информации (операций, документов) в режиме реального времени.
Слайд 116
Системы OLTP характеризуются:
поддержкой большого числа пользователей;
малым временем
отклика на запрос;
относительно короткими запросами;
короткими транзакциями;
участие
в запросах небольшого числа таблиц.Критическим для OLTP-приложений является скорость и надежность выполнения коротких операций обновления данных.
Слайд 117
Требования к OLTP
Сильно нормализованные модели данных;
При возникновении ошибки
транзакция должна целиком откатиться и вернуть систему к состоянию,
которое было до начала транзакции;Обработка данных в реальном времени.
Слайд 119
Хранилища данных
SQL
Каково среднее значение промежутка времени между выставлением
счета и оплатой его участником ВЭД в текущем и
прошедшем году для разных групп участников ВЭД ?».Данные практически не обновляются, а лишь накапливаются.
Необходима хронологическая упорядоченность данных
При запросах импорта нет нужды учитывать «каждый контейнер», достаточно иметь агрегированную информацию за прошлый сезон/прошлый год/несколько лет
Слайд 124
OLAP
(Online Analytical Processing)
аналитическая обработка в реальном времени
технология
обработки данных, заключающаяся в подготовке суммарной (агрегированной) информации на
основе больших массивов данных, структурированных по многомерному принципуэто совокупность концепций, принципов и требований, лежащих в основе программных продуктов, облегчающих аналитикам доступ к данным
Слайд 127
Критерии OLAP
(FASMI)
Fast (Быстрый). Приложение OLAP должно обеспечивать минимальное
время доступа к аналитическим данным - в среднем порядка
5 секунд;Analysis (Анализ). Приложение OLAP должно давать пользователю возможность осуществлять числовой и статистический анализ;
Shared (Разделяемый доступ). Приложение OLAP должно предоставлять возможность работы с информацией многим пользователям одновременно;
Multidimensional (Многомерность);
Information (Информация). Приложение OLAP должно давать пользователю возможность получать нужную информацию, в каком бы электронном хранилище данных она не находилась.
Слайд 129
Методы аналитической обработки данных в хранилище
Традиционные статистические методы
регрессионного, факторного, дисперсионного анализа, анализа временных рядов, а также
методы, основанные на искусственном интеллекте (нейронные сети, нечеткую логику, генетические алгоритмы, методы извлечения знаний)Слайд 130 Средства анализа данных в СППР на основе хранилищ
данных используются для решения следующих задач:
выделение в данных групп
сходных по некоторым признакам записей (кластерный анализ);2) нахождение и аппроксимация зависимостей, связывающих анализируемые параметры или события, а также поиск параметров, наиболее значимых в терминах конкретной задачи;
3) поиск данных, существенно отклоняющихся от выявленных закономерностей (анализ аномалий);
4) прогнозирование развития объектов различной природы на основе хранящейся ретроспективной информации об их состоянии в прошлом.
