Шпаргалка по "Информатике"

Достоинства: простота моделирования и физическая реализация, высокая эффективность обработки  данных.

Недостатки: отсутствие стандартных средств идентификации  каждой отдельной записи.

 

Реляционный подход приносит относительную простоту работы разработчику информационной системы, поскольку прикладная область часто  описывается в терминах таблиц достаточно естественно.

Постреляционная модель данных

Классическая  реляционная модель предлагает неделимость данных хранящихся в полях записей таблиц.

 

Постреляционная модель данных представляет собой расширенную  реляционную модель, снимающая ограничение  неделимости данных хранящихся в  записях таблицы. Постреляционная  модель допускает многозначные поля, т.е. поля значение которых состоит из подзначений. Многозначными значениями полей может быть еще одна таблица, которая встроена в основную.

 

В этой модели, в отличие от реляционной, данные хранятся более эффективно и не требуется  выполнять операции соединения двух таблиц.

Достоинства: обеспечивает высокую наглядность представления  информации и повышенную эффективность  ее обработки.

Недостатки: трудоемкий процесс обеспечения целостности  и непротиворечивости данных, которые  хранятся в базе данных.

 

Объектно–ориентированная  модель

Моделью данных, привлекающей нарастающее внимание с конца 80-х гг., является объектная, или объектно-ориентированная модель. Основные понятия, с которыми оперирует  эта модель:

- объекты, обладающие  внутренней структурой и однозначно идентифицируемые уникальным внутрисистемным ключом;

- классы, являющиеся, по сути, типами объектов;

- операции над  объектами одного или разных  типов, называемые «методами»;

- инкапсуляция  структурного и функционального  описания объектов, позволяющая разделять внутреннее и внешнее описания;

- наследуемость  внешних свойств объектов на  основе соотношения «класс–подкласс».

 

Данная модель связана с развитием Интернет–технологий. Эта модель характеризуется следующими свойствами: базовыми примитивами являются объекты и литералы; каждый объект имеет уникальный идентификатор, а литерал его не имеет; объекты и литералы различаются по типу; объект на который можно установить ссылку называется экземпляром и хранит определенный набор данных; состояние объекта определяется набором значений; поведение объекта определяется набором операций, которые могут быть выполнены над ними. Также к свойствам можно отнести инкапсуляция, полиморфизм, наследование.

Достоинства:

- возможность  для пользователя системы определять свои сколь угодно сложные типы данных;

- наличие наследуемости  свойств объектов;

- повторное  использование программного описания  типов объектов при обращении  к другим типам, на них ссылающимся. 

Недостатки:

- эта модель  не исследована столь тщательно математически, как реляционная;

- невозможно  перенести объекты в другую  базу данных.

Реляционная модель данных (РМД) — логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к  задачам обработки данных таких  разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.

 

На реляционной  модели данных строятся реляционные  базы данных.

 

Реляционная модель данных включает следующие компоненты:

Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.

Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные  ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения  и уровня базы данных.

Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

 

Кроме того, в  состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.

 

Термин «реляционный»  означает, что теория основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица. Необходимо помнить, что «таблица» есть понятие нестрогое и неформальное и часто означает не «отношение» как абстрактное понятие, а визуальное представление отношения на бумаге или экране. Некорректное и нестрогое использование термина «таблица» вместо термина «отношение» нередко приводит к недопониманию. Наиболее частая ошибка состоит в рассуждениях о том, что РМД имеет дело с «плоскими», или «двумерными» таблицами, тогда как таковыми могут быть только визуальные представления таблиц. Отношения же являются абстракциями, и не могут быть ни «плоскими», ни «неплоскими».

 

Для лучшего  понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:

модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;

для реляционных  баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;

наличие реляционной  алгебры позволяет реализовать  декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

 

Принципы реляционной  модели были сформулированы в 1969—1970 годах  Э. Ф. Коддом (E. F. Codd). Идеи Кодда были впервые публично изложены в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks»[1], ставшей классической.

 

Строгое изложение  теории реляционных баз данных (реляционной  модели данных) в современном понимании  можно найти в книге К. Дж. Дейта. «C. J. Date. An Introduction to Database Systems» («Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных»).

 

Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и  сетевая модель. Некоторые системы, использующие эти старые архитектуры, используются до сих пор. Кроме того, можно упомянуть об объектно-ориентированной модели, на которой строятся так называемые объектно-ориентированные СУБД, хотя однозначного и общепринятого определения такой модели нет.

 

 

22. СУБД Access. Проектирование баз данных. Основные операции с данными.

 

СУБД Access является системой управления базами данных реляционного типа. Данные хранятся в такой базе в виде таблиц, строки (записи) которых  состоят из наборов полей определенных типов. С каждой таблицей могут быть связаны индексы (ключи), задающие нужные пользователю порядки на множестве строк. Таблицы могут иметь однотипные поля (столбцы), и это позволяет устанавливать между ними связи, выполнять операции реляционной алгебры. Типичными операциями над базами данных являются определение, создание и удаление таблиц, модификация определений (структур, схем) существующих таблиц, поиск данных в таблицах по определенным критериям (выполнение запросов), создание отчетов о содержимом базы данных.

 

СУБД позволяет задавать типы данных и способы их хранения. Можно также задать критерии (условия), которые СУБД будет в дальнейшем использовать для обеспечения правильности ввода данных. В самом простом случае условие на значение должно гарантировать, что не будет введен случайно в числовое поле буквенный символ. Другие условия могут определять область или диапазоны допустимых значений вводимых данных.

 

Microsoft Access предоставляет  максимальную свободу в задании  типа данных (текст, числовые данные, даты, время, денежные значения, рисунки, звук, электронные таблицы). Можно задавать также форматы хранения представления этих данных при выводе на экран или печать. Для уверенности, что в базе хранятся только корректные значения, можно задать условия на значения различной степени сложности.

 

Так как Microsoft Access является современным приложением Windows, можно использовать в работе все возможности DDE (динамический обмен  данными) и OLE (связь и внедрение  объектов). DDE позволяет осуществлять обмен данными между Access и любым другим поддерживающим DDE приложением Windows. В Microsoft Access можно при помощи макросов или Access Basic осуществлять динамический обмен данными с другими приложениями.

 

OLE  является  более изощренным средством Windows, которое позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access. Такими объектами могут быть картинки, диаграммы, электронные таблицы или документы из других поддерживающих OLE приложений Windows.

 

В Microsoft Access для  обработки данных базовых таблиц используется мощный язык SQL (структурированный язык запросов). Используя SQL  можно выделить из одной или нескольких таблиц необходимую для решения конкретной задачи информацию. Access значительно упрощает задачу обработки данных. Совсем не обязательно знать язык SQL. При любой обработке данных из нескольких таблиц Access использует однажды заданные связи между таблицами.

 

В Microsoft Access имеется  также простое и в то же время  богатое возможностями средство графического задания запроса – так называемый «запрос по образцу» (query by example), которое используется для задания данных,  необходимых для решения некоторой задачи. Используя для выделения и перемещения элементов на экране стандартные приемы работы с мышью в Windows и несколько клавиш на клавиатуре, можно буквально за секунды построить довольно сложный запрос.

 

Microsoft Access спроектирован  таким образом, что он может  быть использован как в качестве  самостоятельной СУБД на отдельной  рабочей станции, так и в  сети – в режиме «клиент-сервер». Поскольку в Microsoft Access к данным могут иметь доступ одновременно несколько пользователей, в нем предусмотрены надежные средства защиты и обеспечения целостности данных. Можно заранее указать, какие пользователи или группы пользователей могут иметь доступ к объектам (таблицам, формам, запросам) базы данных. Microsoft Access автоматически обеспечивает защиту данных от одновременной их корректировки разными пользователями. Access также опознает и учитывает защитные средства других подсоединенных к базе данных структур (таких,  как базы данных Paradox, dBASE и SQL).

 

Практически все  существующие СУБД имеют средства разработки приложений, которые могут использованы программистами или квалифицированными пользователями при создании процедур для автоматизации управления и обработки данных.

 

Microsoft Access предоставляет  дополнительные средства разработки  приложений, которые могут работать  не только с собственными форматами  данных, но и с форматами других  наиболее распространенных СУБД. Возможно, наиболее сильной стороной Access является его способность обрабатывать данные электронных таблиц, текстовых файлов, файлов dBASE, Paradox, Btrieve, FoxPro и любой другой базы данных SQL, поддерживающей стандарт ODBE. Это означает, что можно использовать Access для создания такого приложения Windows, которое может обрабатывать данные, поступающие с сетевого сервера SQL или базы данных SQL на главной ЭВМ.

 

Все выше сказанное  позволило остановить выбор на СУБД Access для  постановки и решения  задачи автоматизации процесса  ведения  документации и отчетности  в учебном заведении.

 

Проектирование  баз данных информационных систем является достаточно трудоемкой задачей. Оно  осуществляется на основе формализации структуры и процессов предметной области, сведения о которой предполагается хранить в БД. Различают концептуальное и схемно-структурное проектирование.

 

Концептуальное  проектирование БД ИС является в значительной степени эвр'истическим процессом. Адекватность построенной в его  рамках инфологической модели предметной области проверяется опытным путем, в процессе функционирования ИС.

 

Перечислим  этапы концептуального проектирования:

 

* изучение предметной  области для формирования общего  представления о ней;

 

* выделение  и анализ функций и задач  разрабатываемой ИС;

 

*   определение  основных объектов-сущностей предметной  области

и отношений  между ними;

 

*   формализованное  представление предметной области.

 

При проектировании схемы реляционной БД можно выделить следующие процедуры:

 

*определение  перечня таблиц и связей между ними;

 

*определение  перечня полей, типов полей,  ключевых полей каждой таблицы  (схемы таблицы), установление связей  между таблицами через внешние  ключи;

 

   *установление  индексирования для полей в  таблицах;

 

*  разработка  списков (словарей) для полей с перечислительными

данными;

 

*  установление  ограничений целостности для  таблиц и связей;

 

* нормализация  таблиц, корректировка перечня таблиц  и связей. Проектирование БД осуществляется  на физическом и логическом  уровнях. Проектирование на физическом уровне реализуется средствами СУБД и зачастую автоматизировано.

 

 

 

Логическое  проектирование заключается в определении  числа и структуры таблиц, разработке запросов к БД, отчетных документов, создании форм для ввода и редактирования данных в БД и т. д.

 

Одной из важнейших  задач логического проектирования БД является структуризация данных. Выделяют следующие подходы к проектированию структур данных:

 

*объединение  информации об объектах-сущностях  в рамках одной таблицы (одного  отношения) с последующей декомпозицией на несколько взаимосвязанных таблиц на основе процедуры нормализации отношений;