00-00001 (Лекции по Основам ВТ), страница 6

РБД позволяет совместить децентрализованные и централизованные системы, т.е. есть возможность распределения нагрузки между различными компонентами системы. РБД обладает лучшими адаптивными свойствами и меньшей увствительностью к выходу из строя отдельных компонентов.

Недостатки:

Сложность. В РСУБД больше функций, чем в обычной СУБД. Проблемы синхронизации при обработке поисковых и корректирующих запросов. Сложная задача проектирования БД как на логическом, так и на физическом уровнях. В РБД часто появляются дополнительные уровни модели данных  увеличивается время обработки. Сложнее стоит вопрос с ЗИ.

(схема №7)

(схема №8)

Классификация РБД. В зависимости от однородности компонентов РБД различают однородные (гомогенные) и разнородные (гетерогенные) чаще всего эта классификация производится относительно используемых ЭВМ и СУБД. Гомогенные системы являются более простыми как с точки зрения проектирования и эксплуатации, гетерогенные более сложные и гибкие. По распределяемым ресурсам различают: системы с распределенными БД и распределенными СУБД. Системы РБД могут быть как с распределенными, так и с едиными СУБД. Системы с расп-ми СУБД обязательно являются системами с РБД. Наряду с очевидными достоинствами распределенные системы с централизованой БД имеют и недостатки. Высокая стоимость передачи данных, низкая надежность, большое время реакции системы. В многомашинном комплексе технических средств могут эффективно распределятсяся отдельные ф-ии системы обработки данных. Так ф-я по управлению данными могут быть переданы отдельной ЭВМ, такие системы называются внутрикомплексные распределенные системы со специализированными ЭВМ . Машины выполняющие ф-ии управления БД называют процессорами БД или файловыми процессорами. Их роль обычно несут универсальные ЭВМ. ЭВМ которые используются для выполнения всех остальных фынкций по обработке данных за исключением управления БД называются главными машинами . Кроме того аналогичное распределение функций может быть выполнено в рамках 1-й ЭВМ такие машины называются би—функциональными . Применение таких машин отл их от стандартного применения БД по способу организации процесса внутримашинной обработки данных. БД в системах с РБД могут : равноправными и неравноправными. Сеществует много способов распределения данных по узлам сети, крайним вариантом является полностью избыточные сети, в которых инфа дублируется в каждом узле сети. Распределенные системы – это системы в которых ни какая инфа хранится не более чем в 1-м узле. По способу адресации запроса системы с распределенными БД делятся на безадрессные и с явной адресацией. В без адрессных системах используются разные способы определения место нахождения нужных данных , а именно хранение справочников в каждо узле, а также последовательный опрос узлов. В соответствии с топологией выделяют: сетевые, иерархические, звездообразные. Различают физ и логическая топология. Физическая топология определяет действ-й путь прохождения запроса в сети. Логическая топология определяет связи БД с пользователем без деталей их физической реализации. СХЕМА .

МОДЕЛИ ДАННЫХ. Инфологический подход проектирования БД.

БД преставляет некоторую целевую модель предметной области. При проектировании любой БД проектировщик должен уметь выделить и описать те факторы которые четко определяют границы предметной области. Следующим этапом является отображение ранее описаных факторов в структуре БД. Предметная область БД считается определенной если извесны все существующие в ней объекты их свойства и отношения. Предпологается что ПО БД  в некоторый момент времени может быть описан савокупностью предложений некоторого языка определяющего все все истинные в момент времени t факты. БД представляет собой описание состояния предметной области на формализованом языке. Проектирование любой БД начинается с предварительной структуризации предметной области , идет классификация объектов предметной области, устанавливаются их взаимосвязи и т.д. Согласно инфологическому подходу при проектировании БД необходимо различать след явления реального мира- инфу об этих явлениях, представление этой инфы посредством данных.Объектные системы имеют следующие сост-я: объект, св-ва, связь, время. Эти состоляющие являются основными состояниями объектной системы.

Объект в инфологической подходе это то о чем в информационной системе должна накапливатся инфа. Выбор объекта происходит в соответствии с целевым назначением информационных систем. Сами объекты могут рассматриватся как атамарные , либо как составные. Один и тот же объект, но в различных приложениях может рассматриватся как атамарный или составной. Для каждого объекта должна быть произведена декомпозиция с выделением отдельных компонентов. Каждая связь между объектами по числу входящих в нее объектов характеризуется степенью n , объекты имеют определенное состояние как в отдельные моменты времени, так и в течении временных интервалов. Концепции времени позволяют строить динамические модели(модели реального времени) в которых отображаются зависимость от времени состовляющие объекты системы. Основные состовляющие объекты системы. могут быть скомбинированые в базисные структуры называемые эл-е ситуации . Для конкретной предметной области (для определения типа объектов)эл-я ситуация, существующая в некоторый момент времени наз-ся элементарными фактами.. Объекты групируются в типы объектов , группы объектов, св-ва формируют атрибуты, эл-е ситуации групируются в типы эл-х ситуаций. Информационная сфера представляется понятиями с помощью которых можно формально описать и проанализировать об объектной системе. Основные понятия- Сведения: для каждого определяется предметная цель, те указывается к чему она относится , а именно к объекту, объектной группе, связи , вр-ни, ситуаций. Одни и те же сведения могут относится к одной и той же состовляющй объектной сист и наоборот. Определеные однозн-е сведения наз-т универсальным именем. Сведения не имеющие универсальной однозначности наз-ся локальным именем. Структура эл-го сообщения соотв-т структуре эл-й ситуации , х –свед об объекте , у –свед об связях, z- свед о времению. Эта тройка содержит полную инфу об объекте . Если хотя бы одна из этих составляющих отсутствует то получится не полное эл-е сообщение. Полное эл-е сообщение выражают эл-е ситуации объект системы и выступает в качестве эл информационных единиц. Чтобы отобразить объект сист в информацию сферу необходимо опред какие объекты важны для данного применения, какие св-ва должны иметь , какие связи существуют между объектами, какие имена можно присваивать отдельным сост-м объектной системы. Выполненая спецификация и представляет собой инфологическую модель объект-й сист в которой полностью отображены св-ва. Кроме инфологического подхода существует ряд других подходов проектированию информационных моделей которые основываются на разл-х эл-х базисных конструкция. Основные разл-я подходов состят в уровне абстрагир-я и выборе сост базисных конструкций

Модель сущность связь. Эта модель является не формальной моделью предметной области и используется на этапе инфологического проектирования БД. Она позволяет моделировать объекты предметной области в которых применяется БД. Простота модели применение естественного языка, легкость ее понимания позволяет использовать ее как инструмент с целью сбора инфы о предметной области. Основное назначение модели сущность связь – это семантическое описание предметной области и предоставление инфы для обоснования выбора видов моделей и структур данных . Основными компонентами моделей являются: сущность, атрибут и связь. Составляющие время в составе констукционных элементов в явном виде отсутствует. Сущность. Собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса и явления, о котором необходимо хранить инфу в системе. В качестве сущностей в моделях предметной области могут рассматриваться материальные объекты реальной действительности (предприятия, изделия, сотрудники и т.д., а также не материальные: описание книг, статей и т.д.).

Атрибут- поименованная характеристика сущности. Атрибут принимает значения из некоторого множества значений. В модели атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируется свойства сущностей. Сущность книга: название, ФИО автора, год издания. Для того чтобы задать атрибут в модели необходимо присвоить ему наименование, привести смысловое описание объекта, определяется множество допустимых значений, указывается роль для чего он используется. Основная роль атрибута -описание свойства сущностей.

Связь. В модели, связь выступает в качестве средства с помощью которого представляются отношения между сущностями в предметной области. При анализе связей между сущностями могут встречаться бинарные связи(связи между 2-мя сущностями )тернарные (связи между 3-мя сущностями) и нарные связи. Наиболле часто используются бинарные связи. Для определения характера взаимосвязи между парами связанных элементов используются отображения и ассоциации. Ассоциация – односторонняя связь. Отображение- савокупность ассоциаций(прямой и инверсной те это 2-х сторонняя связь).

Бинарные связи.

Отображение 1:1 Это отображение представляет такой тип связи между элементами а и в. Когда каждый экземпляр элемента а соответствует экземпляру в и наоборот.СХЕМА1. Один ко многим (1:М). Под этим отношением подразумевается такой тип связи между элементами а и в когда одному экземпляру элемента а соответствует 0,1 или несколько экземпляров элемента в. Однако каждому экземпляру элемента в соответствует только один экземпляр элемента а. СХЕМА2. Отображение многие к одному (М:1). СХЕМА3. Многие ко многим (М:М) С помощью отображения многие ко многим определяются такой тип связи при которых каждому экземпляру а может соответствовать 0,1 или несколько экземпляров элемента в и наоборот. СХЕМА4. Ассоциация типа 1(простая). Ассоциация этого типа определяет однонаправленную связь от элемента а к элементу в при которой одному тому же экземпляру а соответствует один и тот же экземпляр элемента в. При этом обратная связь не определена. СХЕМА5. Ассоциация типа М (сложная). Определяет однонаправленную связь от элемента а к элементу в при котором одному и тому же экземпляру а соответствует 0,1 или несколько экземпляров элемента в, при этом обратная связь не определена. СХЕМА6. Структура данных. Структурирование данных базируется на использовании концепции агригации и обобщения. Например: в файловой структурах реализующих модель (“плоский фаил”). Понятие базиса подразумевает 4-х типов логических структур данных. Поле (поименованая единица данных), запись (поименованая савокупность полей), фаил (поименованая савокупность экземпляров записей одного типа), набор файлов (поименованая савокупность фаилов), элемент данных- наименьшая поименованая единица данных. к которой СУБД может непосредственно адресоватся. СХЕМА. Агрегат данных- поименнованая савокупность элементов данных внутри записи которую можно рассматривать как единое целое. Агрегат данных может быть как простым так и составным. СХЕМА. Запись-поименованая савокупность элементов данных или элементов данных и агрегатов. Запись – это агрегат не входящий в состав ни какого другого агрегата. Набор- поименованая савокупность записей образующих 2-х уровневую иерархическую структуру. Групповое отношение- используется для задания связей между группами в БД(1:1,1:М,М:1, М:М)

Операции над данными включают в себя селекцию данных, т.е. выделение из всей совокупности именно тех данных, над которыми должна быть выполнена требуемая операция. Селекция выполняется любым из способов с учётом логической позиции данного, значения данного (абсолютного), связи между данными. При селекции по значению данных, критерий селекции может определять простые или булевые условия отбора. Простые условия имеют вид: <Имя атрибут Оператор условия Значение атрибута> (Оператор условия: , =, …). На основе простых условий можно построить более сложные булевые условия (и, или, не, …). (Например: Образование = Высшее AND стаж > 1года).

Виды операций по характеру действия: --идентификация данного и нахождение его в позиции БД --(чтение) выборка данного из БД --включение (запись) данного в БД --удаление данного из БД (или группы данных) --(изменение) модификация данных в БД.

Процедуры БД. Это последовательнсть операций, позволяющих реализовывать определённые алгоритмы обработки данных. Особенность любой процедуры БД – неделимость её действий (подобно макрооперации). Прцедуры БД – мощные и гибкие средства, позволяющие существенно расширять свойства модели данных.

Моделирование знаний и данных. Это ключевой вопрос предметной области в теории автоматизированных БД. Виды моделей: --модель предметной области --модель данных --модель БД --модель Базы Знаний. Каждая модель хранит знания о моделируемом фрагменте предметной области (информационная функция модели). Содержание знаний является семантической стороной.

Смантика модели – то, что отвечает за смысловое содержательное сходство модели с оригиналом.

Синтаксис модели – совокупность формальных выразительных средств модели для представления её структуры. Основные синтаксические элементы – это знаки, из которых путём пространственного расположения строятся графы как синтаксическое представление модели, т.е. теоретическое представление об объекте, что предполагает использование имеющейся априорной информации в качестве теоретических знаний, накопленных в научно-технической документации и в памяти специалистов. Для таких моделей существенны математический и инструментальный аспекты.

В математическом аспекте модель данных представляет собой результат процесса моделирования, в качестве объекта выступают модели: предметная область, БД и знания.