30 Охарактеризовать понятия предметной области, базы данных, базы знаний и субд

В настоящее время трудно представить себе какую-либо сферу деятельности человека, где бы ни стояла проблема создания и использования информационных систем. Любая информационная система использует данные, отражающие состояние какой-то определенной предметной области. Предметная область – это набор объектов, представляющих интерес для пользователей, когда реальный мир отображается совокупностью конкретных или абстрактных понятий, между которыми фиксируются определенные связи. Таким образом, данные – это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства. Например, предметная область ВУЗ может быть представлена объектами: студенты, преподаватели, библиотеки, аудитории, кафедры и др.

Для хранения, упорядочения и извлечения данных, они организуются в базы данных. Под базой данных (БД) обычно понимается именованная совокупность взаимосвязанных данных, отображающая состояние объектов и их отношений в некоторой предметной области. Обращение к БД осуществляется с помощью систем управления базами данных (СУБД). СУБД - это комплекс программных и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

№ п/п	Название	Тип процессора	Оперативная память (Мбайт)
1	Compaq	Celeron	64
2	Dell	Pentium III	128
3	IBM	Pentium IV	256

Знания (в отличие от данных) - это результат мыслительной деятельности человека. Т.е. знания – это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области. Знания обобщают опыт человека, полученный в ходе выполнения какой-либо практической деятельности, основываются на данных и связаны с ними.

Для хранения знаний используются Базы Знаний. База знаний – основа любой интеллектуальной системы. В большинстве этих систем, получивших название экспертных, преследовалась цель формализации и накопления знаний экспертов, а также обеспечения возможности использования этих знаний неспециалистами. Это означает, что пользователь, применяя компьютерные технологии, сможет не только получать сведения на основе обработки данных, но и использовать по интересующей его проблеме накопленный опыт и знания профессионалов.

31 Дать понятия и охарактеризовать типы моделей данных для проектирования баз данных

Данные в базах данных должны быть систематизированы таким образом, чтобы они могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ. Процесс приспособления форматов и значений данных к нуждам компьютера, т.е. устранение произвола в представлении длины и (или) значений данных (характерного для документов текстовых или табличных процессоров), можно условно назвать структурированием информации. Для структурирования информации применяются три основные модели данных: иерархическая, сетевая и реляционная. Каждая СУБД поддерживает ту или иную модель данных.

Иерархическая модель используется, когда все подсистемы строго соподчинены своим надсистемам (см. рис. 1а). Системы здесь разделены на уровни, причем, каждый элемент такой системы, кроме самого верхнего, имеет только одного «предка».

а) б)

в)

Рис.1 Примеры моделей данных

Первые СУБД использовали эту структуру данных. Самой известной и самой первой зарегистрированной промышленной СУБД является система фирмы IBM – Information Management System (IMS) (1968 г.). Она была создана для поддержки лунного проекта «Аполлон» и призвана была управлять огромным количеством деталей, иерархически связанных между собой – из деталей собирались узлы, которые входили в еще более крупные модули и т.д.

Сетевая модель является обобщением иерархической структуры за счет допущения объектов, имеющих более одного «предка» (рис. 1б). Сетевые модели применяются для отражения систем со сложной структурой. Одной из самых первых СУБД, использующих данную структуру, является Integrated Data Store (IDS) General Electric (начало 70-х г.).

Реляционная (от англ. relation – отношение) БД представляет структуру данных в виде простой двумерной таблицы (первый прототип реляционной СУБД был реализован фирмой IBM в 1974 г.). Это наиболее распространенная модель данных, так как почти все современные СУБД основаны на реляционной структуре. Одним из основных преимуществ реляционной модели данных является ее однородность (рис. 1в). Все данные рассматриваются как хранимые в таблицах, в которых каждая строка имеет один и тот же формат.

32 Дать определение основных понятий реляционных баз данных: отношение, информационный объект, класс объектов, атрибут, запись, поле и т.д.Реляционная база данных (РБД) – это конечный (ограниченный) набор отношений. Отношения используются для представления информационных объектов, а также для представления связей между объектами. Например, на рис. приведен пример отношения Сотрудник. Отношения изображаются в виде таблиц, где имена атрибутов выносятся в шапку таблицы.

Информационный объект – это описание некоторой сущности. В качестве сущностей могут выступать реальные объекты, явления, процессы, события и т.д.

Класс объектов - совокупность объектов, обладающих одинаковым набором атрибутов. Например, в базе данных о ВУЗе классами объектов являются сотрудники, студенты, преподаватели, предметы.

Атрибут (поле) - определенная часть информации о некотором объекте, который в отношении представляется поименованным столбцом. Например, №, ФИО, должность, стаж - это атрибуты объекта сотрудник.

Домен – это совокупность допустимых значений атрибута. С точки зрения программирования, домен – это тип данных, определяемый системой или пользователем.

Первичный ключ – это один или несколько столбцов, которые уникально, т.е. единственным образом определяют строки. Первичный ключ, который включает более одного столбца, называется составным.

Кортеж (запись) – это строка таблицы.

Степень отношения определяется количеством атрибутов, которые в нем присутствуют.

Кардинальность – это количество строк в таблице.

Рис. Соотношение основных понятий реляционной модели