Экзаменационный билет № 1

Информация. Информационная система. База данных СУБД.

Информация - это самое ценное достижение человечества. Информация помогает нам жить. Грубо говоря, "data and knowlegment mining", т.е. добыча данных и знаний является нашей основной задачей. Задачей не русских, не японцев, не американцев, не какой-то конкретной страны, но всего человечества. Мы все непрерывно накапливаем данные и знания, но проблема состоит в том, чтобы все это переварить и полезно использовать. Для этого и предназначены компьютеризованные информационные системы. Они служат нам, чтобы более быстро, более надежно обработать информацию, чтобы люди не тратили рутинное время, чтобы избежать свойственных человеку случайных ошибок, чтобы сэкономить расходы, чтобы сделать жизнь людей более комфортной. Мы просто не можем справиться с поступающей информацией без компьютерной поддержки. Но для этого нужно уметь использовать существующие, а также проектировать, разрабатывать и сопровождать новые информационные системы.

• Информация – от лат. Informatio (разъяснение, изложение)

• Несколько трактовок понятия информации:

  • обывательская

  • вероятностно-статистическая (энтропийная)

  • философская (общенаучная)

  • нормативно-правовая

сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах; 2) сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-либо

понятие, включающее обмен сведениями между людьми; человеком и автоматом; автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму (генетическая информация); указанное понятие является одним из основных в кибернетике

• Информация – это изменение объема и структуры знания о некоторой предметной области воспринимающей системой независимо от формы и способа представления знания

• Предметная область - область знаний или деятельности, характеризуемая концепциями или терминами, понятными специалисту, работающему в данной области

• Данные – информация, отражающая определенное состояние предметной области в конкретной форме представления и содержащая лишь наиболее существенные с точки зрения целей и задач сбора и обработки информации элементы образа отражаемого фрагмента действительности

• Информация на стадии данных характеризуется формой представления – структурой данных

• Структура данных определяется функциональной, логической, технологической и др. структурами предметной области

ИС (информационная система) – это организованная совокупность программно-технических и других вспомогательных средств, технологических процессов и функционально-определенных групп работников, обеспечивающих сбор, представление и накопление информационных ресурсов в определенной предметной области, поиск и выдачу сведений, необходимых для удовлетворения информационных потребностей установленного контингента пользователей системы

Информационные системы, в которых представление, хранение и обработка информации осуществляются с помощью ВТ, называются автоматизированными, или сокращенно, АИС.

• ИС-(в широком смысле)-любая система обработки информации

• Область применения ИС – системы, используемые в производстве, образовании,

здравоохранении, науке, военном деле, социальной сфере, торговле и др. отраслях.

Целевые функции ИС: управляющие, информационно-справочные, поддержка принятия решений.

ИС-(в узком смысле)- совокупность аппаратно-технических средств, задействованных для решения некоторой, прикладной задачи.

• Информационное ядро ИС – база данных (БД)

• База данных – совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ

• Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, реализующих создание БД, их поддержание в актуальном состоянии, а также обеспечивающих различным категориям пользователей возможность получать из БД необходимую информацию

• С момента своего появления, СУБД ориентировались на хранение и обработку данных, которые невозможно было полностью разместить в ОЗУ

• За организацию, размещение и оперирование данными во внешней памяти отвечает ОС, а именно «файловая система»

• Файлы данных имеют структуру, отражающую информационно логическую схему предметной области АИС

• В силу этих причин, будучи по природе прикладным СУБД изначально выполняли и системные функции – расширяли возможности файловых систем

В общем плане, можно выделить такие функции, реализуемые СУБД:

• организация и поддержание логической структуры данных (схемы БД)

• организация и поддержание физической структуры данных во внешней памяти

• организация доступа к данным и их обработка

• обеспечение сохранности данных (журнализация, резервирование, …)

Организация и поддержание физической структуры данных во внешней памяти включает:

организацию и поддержание внутренней структуры файлов БД – формата файлов БД

создание и поддержание специальных структур для эффективного и упорядоченного доступа к данным (индексы, страницы) Û организация доступа к данным

Эта функция может реализовываться как на основе штатных средств файловых систем, так и на уровне СУБД

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

Модель данных. Транзакция. Процессор описания и поддержания структуры БД. Процессор запросов.

Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных. Это именно то, чего не хватало при использовании файловых систем.

Выделение концептуального уровня позволило разработать аппарат централизованного управления базой данных.

• Организация и поддержание логической структуры данных (схемы БД) обеспечивается средствами модели данных

• Модель данных определяется:

  • способом организации данных (структурная составляющая)

  • ограничениями целостности (целостная составляющая)

  • множеством операций, допустимых над объектами организации данных (манипуляционная составляющая)

• Организация доступа к данным и их обработки осуществляется через транзакции

• Транзакция – последовательная совокупность операций, имеющая отдельное смысловое значение по отношению к текущему состоянию БД

• Транзакции:

  • изменяющие состояние БД после их завершения

  • изменяющие состояние БД лишь временно, с последующим восстановлением ее исходного состояния

В теории и практике СУБД транзакции выступают как внешние процессы, отождествляемые с действиями пользователей

• Процессор описания и поддержания структуры БД – ядро СУБД. Он реализует модель организации данных, средствами которой проектировщик строит логическую структуру (схему) БД и обеспечивает построение и поддержание внутренней схемы БД

  • В ИС на базе реляционных СУБД этот компонент реализуется на основе соответствующей части языка структурированных запросов (SQL)

• Процессор запросов интерпретирует созданные запросы в терминах языка манипулирования данными и совместно с процессором описания и поддержания структуры БД их выполняет.

  • В реляционных СУБД основу процессора запросов составляет DML (Data Manipulation Language) – часть SQL

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3

Компоненты современных СУБД. Основные модели данных. Иерархическая модель данных.

• Современные СУБД представляют собой совокупность таких компонентов:

  • Инструментальная среда создания и использования БД в рамках данной модели данных

  • Язык СУБД

    • язык описания данных

    • язык манипулирования данными

  • Средства создания интерфейса

• В соответствии с определением, модель данных можно разделить на три составляющие:

  • структурную

  • целостную

  • манипуляционную

• Известны следующие основные модели данных:

  • Иерархическая

  • Сетевая

  • Реляционная

  • Постреляционные

  • Объектно-ориентированные

• Модели данных часто используют как критерий для классификации СУБД

• В иерархической модели мы имеем дело с наборами данных, которые имеют строго древовидную структуру

• Эта модель данных была исторически первой и до сих пор используется (например, IMS,РС/Focus)

• В иерархической модели устанавливается строгий порядок обхода дерева и операции над данными:

  • найти указанное дерево

  • перейти от одного дерева к другому

  • перейти от одной записи к другой внутри дерева

  • вставка новой записи в указанную позицию

  • удаление текущей записи

• Основное правило: «никакой потомок не может существовать без предка» и у некоторых «родителей может не быть потомков».

• К достоинствам ИМД относится эффективное использование ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. ИМД удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией

• Недостатком ИМД является ее громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связками