билет №23

1. История развития теории систем. Прикладные задачи, решаемые теорией систем

Первое развитие общая теория систем получила развитие в рамках философии. Оно появилось, как интегрированная наука описания взаимосвязей, описывающих общее направление.

Древнегреческие философы начали изучать понятия систем, например, Аристотель вывел основные принципы существования систем (система рассматривалась, как единое целое, и свойство системы не есть сумма её компонент). Так как некоторые свойства появились в результате взаимодействия компонент, то некоторые из них компенсируются, и их становится меньше, чем было в сумме.

Как наука ОТС сформировалась в начале XX века, и её основоположником считают немецкого биолога Лео фон Берталанфи. Он разработал основные принципы системного подхода, терминологический аппарат, концептуальные основы.

Основоположник математической теории систем – Н. Винер. В 1948 г. вышла его книга «Кибернетика», где он дал объяснение этого понятия, как «наука об управлении живых организмов и машин». Предложил аппарат для описания систем и их свойств.

Бурное развитие общая теория систем получила после появления второго информационного барьера. Первый информационный барьер возник примерно в каменном веке (может быть позднее), когда началось построение иерархии власти для управления людьми. Второй барьер (60-е гг.) связан с увеличением потока информации и затруднении управления административных структур. Для решения этой проблемы стали создаваться автоматизированные системы управления, которые позволяли автоматизировать функции управления, контроля на производстве. Всё это привело к появлению нового подхода к анализу системы. В основе системного подхода лежит общая теория систем.

Прикладные задачи:

1. Задачи эффективного управления (АСУ);

2. Задачи направленного поиска (информационно-поисковые системы);

3. Задачи поддержки принятия решений (экспертные системы);

4. Задачи эффективного хранения информации (банки и базы данных);

5. Задачи обучения (системы дистанционного обучения).

2. Нормальные формы. Общая классификация.

3. Критерием, по котор. опр-ют необх-ть деком-ции отнош-я, явл. нахожд-е отнош-я в той или иной НФ. Наибольший интерес и практ-кую знач-ть пред-ют первая, вторая и третья исправленная (НФБК) НФ.

4. 1НФ: отнош-е нах-ся в 1НФ, если все знач-я его атрибутов атомарны. Понятие атомарности условно. Атомарность или огранич-ие на атомарность устан-ся исходя из анализа информац-го обесп-я системы и структуры вых-ой документации (если никогда не возникнет необх-ть выводить отдельно фам-ю, имя и отч-во, то мож. принять, что ФИО атомарно). При приведении к атомарному значению необходимо следить, чтобы не был утерян смысл атрибутов.

5. 2НФ: отношение находится во 2НФ, если оно находится в 1НФ, и каждый его неосновной атрибут функционально полно зависит от возможного ключа, т.е. не зависит ни от какого его сомножества. Если ключ отношения состоит из одного атрибута, то оно всегда находится во 2НФ. Однако 2НФ не освобождает от избыточного дублирования. Пример: R={ABCD}, F={AB→D, A→ C}. Анализ: D функционально полно зависит от ключа, C – нет, т.е. отношение не находится во 2НФ. Здесь целесообразно вторую ФЗ вынести в отдельное отношение: R1={ABD} и R2={AC}. Оба отношения нормализованы до 2НФ.

6. 3НФ: отнош-е нах-ся в 3НФ, если оно нах-ся во 2НФ, и каждый неосновной атрибут его схемы нетранзит-но зависит от возм-го ключа (т.е. напрямую). Пример: R={ABC}, F={A→B, B→C}. Декомп-ся на R^/={AB}, R^//={BC}. 3НФ неадекв: отнош-е им 2 и более потенц ключа, эти потенц ключи явл составн, 2 и более потенц ключа перекр-ся (им общ атрибут).

7. Декомпозиция до 2НФ и 3НФ осуществляется на минимальном покрытии путем последовательного выделения в отдельное отношение крайних ФЗ, т.е. ФЗ, правая часть которых в исходном отношении не является детерминантом другой ФЗ. Во многих случаях, приводя отношение ко 2НФ, можно получить сразу 3НФ.

8. НФБК (Нормальная форма Бойса-Кодда): отношение находится в НФБК, если оно находится в 1НФ и каждый детерминант является возможным ключом (или ключом является вся схема отношения). Методы декомпозиции до НФБК: декомпозиция до НФБК осуществляется на минимальном покрытии. В исходном отношении выявляется множество возможных ключей и детерминант. Если выясняется, что эти два множества неэквивалентны, то в отдельное отношение выделяется крайняя ФЗ. Если после этого множества детерминантов и ключей оказываются эквивалентными, то декомпозиция заканчивается. В противном случае, продолжается выделение ФЗ пошагово, по одной на каждом шаге. Любая декомпозиция прошла успешно, если все ФЗ, имеющиеся в исходной БД были сохранены в новом проекте, т.е. говорят, что все ФЗ навязаны БД. Пример: R={ABC} F={A→B, B→C}. Декомпозируется на 2 отношения: R={AB}, R={BC}. Все ФЗ, имеющие место в исходном отношении сохранены: F^/={A→B}, F^//={B→C}.