Название: Нестандартные задачи по курсу высшей математики - Методические рекомендации (Г.А. Кузин)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1153


2.3.4. база данных

 

Основой информационной системы является база данных. В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению.

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются централизованно с помощью специального программного инструментария – системы управления базами данных.

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

 

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро производить выборку с произвольным сочетанием признаков. Большое значение при этом приобретает структурирование данных.

База данных – это датологическое представление информационной модели предметной отрасли.

 

1. Этапы проектирования базы данных (БД):

Технология анализа предметной области

 

Первым этапом проектирования БД любого типа является анализ предметной области, который заканчивается построением информационной структуры (концептуальной схемы). На данном этапе анализируются запросы пользователей, выбираются информационные объекты и их характеристики, которые предопределяют содержание проектируемой БД. На основе проведенного анализа структурируется предметная область. Анализ предметной области не зависит от программной и технической сред, в которых будет реализовываться БД (инфологическая модель).

Анализ предметной области целесообразно разбить на три фазы:

1)         анализ концептуальных требований и информационных потребностей;

2)         выявление информационных объектов и связей между ними;

3)         построение концептуальной модели предметной области и проектирование концептуальной схемы БД.

При этом проводится предварительная структуризация предметной области, т. е. классификация объектов реального мира и отбор типов объектов для отражения в БД. Затем для конечного типа объектов фиксируется совокупность свойств - для их описания, виды отношений между объектами.

Согласно инфологическому подходу при проектировании БД необходимо различать:

явления реального мира;

информацию об этих явлениях;

представления этой информации посредством данных.

Структурирование данных – это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например, в текстовом файле.

 

1.2. Понятие предметной области

 

Каждая информационная система в зависимости от ее назначения имеет дело с частью реального мира, которую принято называть предметной областью (ПО) системы. ПО может относится к любому типу организаций: банк, университет, завод, магазин и т.д.

Предметная область информационной системы – это совокупность реальных объектов (сущностей), которые представляют интерес для пользователей (рис. 3).

 

Объектная система характеризуется:

– объектом;

– свойствами;

– связями (объектными отношениями);

– временем.

Объект – это то, о чем накапливается информация.

Объект (сущность) – предмет, процесс или явление, о котором собирается информация, необходимая для решения задачи. Объектом может быть человек, предмет, событие.

Каждый объект характеризуется рядом основных свойств – атрибутов. Атрибутом называется поименованная характеристика объекта, которая имеет определенное значение.

Атрибут показывает, какая информация должна быть собрана об объекте.

Например, объект - клиент банка.

Атрибуты - номер счета, адрес, сумма вклада.

Одной из распространенных моделей концептуальной схемы является модель «сущность – связь». Основными конструкциями данной модели являются сущности и связи.

Под сущностью понимают основное содержание объекта ПО, его какую-то интересующую нас грань, о которой собирают информацию. В качестве сущности могут выступать место, вещь, личность, явление.

Сущность принято определять атрибутами – поименованными характеристиками.

Например:

сущность – служащий (объект предметной области – человек);

атрибуты: ФИО, год рождения, адрес, образование и т.д.

Чтобы задать атрибут в модели, ему надо присвоить имя и определить область допустимых значений. Одно из назначений атрибута – идентифицировать сущность.

 

 

Рис. 3

 

При этом выделяется три сферы:

Под сущностью понимают основное содержание объекта ПО, его какую-то интересующую нас грань, о которой собирают информацию. В качестве сущности могут выступать место, вещь, личность, явление.

Сущность принято определять атрибутами – поименованными характеристиками.

Например:

сущность – служащий (объект предметной области – человек);

атрибуты: ФИО, год рождения, адрес, образование и т.д.

Чтобы задать атрибут в модели, ему надо присвоить имя и определить область допустимых значений. Одно из назначений атрибута – идентифицировать сущность.

Сущность – это собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе. Это некая проекция объекта, его грань и т.п.

В модели (объекте) атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируются свойства сущности.

Пример. Для описания свойств сущности «книга» можно использовать атрибуты: «название, фамилия автора, год издания».

В банке данных производятся операции над данными.

Связь определяет отношения между сущностями. После выбора сущностей, задания атрибутов и анализа связей можно перейти к проектированию информационной (концептуальной) схемы БД.

 

2. Логическое проектирование

 

Логическое проектирование представляет собой необходимый этап при создании БД. Основной задачей логического проектирования является разработка логической схемы, ориентированной на выбранную систему управления базами данных (СУБД). Этап логического проектирования в отличие от концептуального проектирования полностью ориентирован на инструментальные средства компьютера.

Процесс логического проектирования состоит из следующих этапов:

1. Выбор конкретной СУБД.

2. Отображение концептуальной схемы на логическую схему.

3. Выбор ключей.

4. Описание языка запросов.

 

Выводы. Концептуальная модель представляет объекты предметной области и их взаимосвязи без указания способов их физического хранения.

Таким образом, концептуальная модель является, по существу, моделью предметной области. При проектировании концептуальной модели все усилия разработчика должны быть направлены в основном на структуризацию данных и выявление взаимосвязей между ними без рассмотрения особенностей реализации и вопросов эффективности обработки. Проектирование концептуальной модели основано на анализе решаемых на этом предприятии задач по обработке данных.

Концептуальная модель включает описания объектов и их взаимосвязей, представляющих интерес в рассматриваемой предметной области и выявляемых в результате анализа данных.

Концептуальная модель транспонируется затем в модель данных, совместимую с выбранной СУБД. Версия концептуальной модели, которая может быть обеспечена конкретной СУБД, называется логической моделью.

Логическая модель отражает логические связи между элементами данных вне зависимости от их содержания и среды хранения.

Логическая модель данных может быть реляционной, иерархической или сетевой. Логическая модель отображается в физическую память, такую, как диск, лента или какой-либо другой носитель информации.

Физическая модель, определяющая размещение данных, методы доступа и технику индексирования, называется внутренней моделью системы.

В современных СУБД выполнение задач физического проектирования автоматизировано.