15 (Билеты на государственный аттестационный экзамен по специальности Информационные Системы)

1 Объекты математического моделирования.

В книге Р.Абдеева «Философия информационной цивилизации»

названы главные стороны прогресса- самоорганизация материи и нелинейность процессов, где главным объектом исследования названа открытая самоорганизующая система, как первичная элементарная структура материи. Будем считать объектом математического моделирования такую систему. Объектом математического моделирования кроме системы могут быть ее фрагменты и простейшие ее элементы. (все, что поддается счету, измерению, группировке, сравнению т.е. это все то, что имеет форму и суть меры). Все что создано в математике можно рассматривать либо как объект, либо как инструмент моделирования. Под математической моделью данного объекта можно понимать математическую структуру, являющуюся результатом идентификации и снабженную правилами дальнейшей идентификации и интерпретации ее компонентов

Рассмотрим два случая: 1) система имеет простейший замкнутый контур (А,В,С,Д,Е) с обратной связью (ОС), с обычным регулятором, реагирующим лишь на текущее взаимодействие. Цель системы – самосохранение. 2) система имеет сложный контур, состоящий из первичного контура ОС и вторичного контура ОС (А,В, F,G,C,D,E). Во втором контуре осуществляется отбор полезной информации из первого контура. Эта информация накапливается, формируя опыт, знания, синтезируется в определенные структуры, повышая уровень организации, активность и живучесть системы. Цель системы – самоорганизация и саморазвитие.

Две характеристики системы: цель и отклонение реакция на внешнее воздействие. При математическом моделировании цель системы выделяется и измеряется вместе с параметрами системы, те переменные системы, значение которых является неизменным при решении задач. При математическом моделировании цель системы выделяется и измеряется вместе с параметрами системы, которые чаще всего заданы в виде отклонений от параметров среднего состояния системы. Значения параметров могут измеряться и иными способами, всё зависит от точки отсчёта измерений и от единиц измерения. Которые чаще всего заданы в виде отклонений от параметров среднего состояния системы. Значения параметров могут изменятся и иными способами, все зависит от точки отсчета измерений и от единицы измерения. Объектом математического моделирования кроме системы могут быть ее фрагменты и простейшие ее элементы. (все, что поддается счету, измерению, группировке, сравнению т.е. это все то, что имеет форму и суть меры). Все что создано в математике можно рассматривать либо как объект, либо как инструмент моделирования. Под математической моделью данного объекта можно понимать математическую структуру, являющуюся результатом идентификации и снабженную правилами дальнейшей идентификации и интерпретации ее компонентов. Математическая модель реализует тот или иной измерительный способ совокупной исходной информации, измерительным инструментом которого является сама математическая модель.

2 Технология OLE DB. Стандарт ADO.

Концепция открытых систем, положенная в основу архитектуры среды разработки, обеспечивает реализацию наиболее распространенных механизмов доступа к данным (Universal Data Access, UDA), к которым относятся:

стандарт Microsoft Open DataBase Connectivity, ODBC;

низкоуровневый интерфейс доступа к данным OLE DB;

интерфейс прикладного программирования доступа к данным Microsoft ActiveX Data Objects, ADO. (Object Linking and Embedding DataBase — связывание и встраивание объектов баз данных) является более универсальной технологией для доступа к любым источникам данных через стандартный интерфейс СОМ (Component Object Model -- модель компонентных объектов). Данные могут быть представлены в любом виде и формате (например, реляционные БД, элек­тронные таблицы, документы в rtf-формате и т. д.). В интерфейсе OLE DB используется механизм провайдеров, под которыми понимаются поставщики дан­ных, находящиеся в надстройке над физическим форматом данных. Такие про­вайдеры еще называют сервис-провайдерами, благодаря им можно объединять в однотипную совокупность объекты, связанные с разными источниками данных.

Кроме того, различают OLE DB-провайдер, который реализует интерфейс дос­тупа OLE DB поверх конкретного сервис-провайдера данных. При этом под­держивается возможность многоуровневой системы OLE DB-провайдеров, когда OLE DB-провайдер может находиться поверх группы OLE DB-провайдеров или сервис-провайдеров.

Интерфейс OLE DB может использовать для доступа к источникам данных ин­терфейс ODBC. В этом случае применяется OLE DB-провайдер для доступа к ODBC-данным. Таким образом, интерфейс OLE DB не заменяет интерфейс ODBC, а позволяет организовывать доступ к источникам данных через различ­ные интерфейсы, в том числе и через ODBC.

ADO – это объектно-ориентированный интерфейс фирмы Мicrosoft для работы с базами данных и другими аналогичными источниками данных – объектам данных АctiveХ (АctiveХ Data Оbject – АDО). АDО содержит описание объектов, которые можно использовать для работы с данными многих различных типов приложений. АDО опирается на интерфейс Соmmоn Оbjесt Моdel (СОМ), содержащий объекты, доступные для широкого спектра языков программирования, включая Visual С++, Visual Basic, Visual Basic for Applications (VВА), VBScript и JavaScript. АDО также можно использовать в серверных или приложениях промежуточного типа, особенно при работе с Active Server Page компании Мicrosoft.

Модель объекта ADO не содержит ни совокупности таблиц, ни среды, ни процессора БД или исполняющей машины (DataBase Access Engine), а включает объекты, представленные на рисунке 9, к которым относятся: Сonnection. Используется для представления связи с источником данных, а также для обработки некоторых команд и транзакций. Сommand. Используется для работы с командами, отправляемыми источнику данных. Rесоrdset. Используется для работы с табличными данными, в том числе для извлечения и модификации данных. Field. Используется для представления информации о столбце в наборе записей, включая значения этого столбца и другую информацию. Раrаmeter. Используется для обмена данными с командами, отправляемыми источнику данных. Рrореrtу. Используется для манипулирования определенными свойствами других объектов, используемых в АDО.    Еrrоr. Используется для получения более конкретной информации о возможных ошибках.

Стандарт ADO в среде Delphi поддерживается рядом компонентов (TADOConnection, TADODataSet, TADOTable, TADOQuery,TADOStoredProc и TADOCommand), с помощью которых можно подключаться к любым наборам данных (информационным ресурсам - data store), которые поддерживают данную технологию Microsoft.

Для того, чтобы подключиться к БД через ADO можно использовать стандартный метод ADO и стандартный метод Delphi. В первом случае ADO компоненты используют свойство ConnectionString для прямого обращения к данным. Во втором случае используется специальный компонент TADOConnection, который обеспечивает расширенное управление соединением и позволяет обращаться к данным нескольким ADO компонентам. Определить параметры подключения можно:

предварительно создав специальные файлы конфигурации *.udl;

формировав параметры строки подключения «на лету» во время выполнения приложения.

Создание файла конфигурации осуществляется с помощью команды Создать/ Microsoft Data Link проводника Windows. Файл конфигурации *.udl рекомендуется размещать в папке C:\Program Files\Common\ SYSTEM\ole db\Data Links, которая создается при инсталляции Delphi с установкой OLE DB. После создания udl-файла и появления иконки (рисунок 10) с помощью опции Свойства всплывающего меню осуществляется настройка свойств соединения. В первую очередь осуществляется выбор провайдера (Provider) или поставщика услуг в соответствии с выбранным источником данных. Для ранее приведенного примера подсоединения к таблицам БД Visual FoxPro необходимо выбрать Microsoft OLE DB Provider ODBC Drivers, далее выбрать зарегистрированное в администраторе ODBC имя User DSN, и указать его в качестве источника данных на странице Подключение. На этой же странице указываются имя пользователя и пароль для входа в сервер, начальный каталог.

3 Транзакции. Свойства транзакций. Уровни изоляции.

Транзакция – это логическая единица работы (чаще всего это последовательность из нескольких таких операций). Система, поддерживающая обработку транзакций, гарантирует, что если во время выполнения неких обновлений произойдёт ошибка, то все эти обновления будут отменены. Системный компонент, обеспечивающий атомарность (или её подобие) называется менеджером транзакций (TP monitor), а ключевыми элементами её выполнения служат операторы:

1. COMMIT (зафиксировать) сигнализирует об успешном окончании транзакции;

2. RALLBACK (откатить) сигнализирует о неудачном окончании транзакции.

ACID – свойства транзакций

1. Атомарность. Транзакции атомарны (выполняется всё или ничего);Согласованность. Транзакции сохраняют БД в согласованном состоянии (переводят из одного согласованного состояния в другое).Изолированность. Транзакции изолированы одна от другой. Даже если запущено множество транзакций, работающих параллельно, результаты любых операций обновления, выполненных отдельной транзакцией, будут скрыты от всех остальных транзакций до тех пор пока эта транзакция не будет зафиксирована.Долговечность. Если транзакция зафиксирована, выполненные ею обновления сохраняются в БД постоянно, даже если в следующий момент произойдёт сбой системы. Двухфазная фиксация Важна всякий раз, когда определённая транзакция может взаимодействовать с несколькими независимыми администраторами ресурсов, каждый из которых руководит своим собственным набором восстановленных ресурсов и поддерживает собственный файл регистрации (журнал). Благодаря протоколу двухфазной фиксации оба администратора передают или отменяют обновления, за которые они ответственны, даже если система отказала в середине процесса. Координатор – системный компонент руководит операциями COMMIT и RALLBACK. Системы, позволяющие транзакциям взаимодействовать с многоуровневыми администраторами ресурсов (например, для различных СУБД) должны использовать протокол, называемый двухфазной фиксацией, т. к. он поддерживает свойство атомарности транзакций. Две фазы – это подготовительная фаза, на которой координатор даёт указание всем участникам быть готовыми, «действовать любым способом», и фаза фиксации, на которой координатор, полагая, что все участники получили удовлетворительный ответ, инструктирует их, как провести фиксацию. Параллелизм - доступ к одним и тем же данным в одно и тоже время. При обработке правильно составленной транзакции возникают ситуации, которые могут привести к получению неправильного результата из-за взаимных помех среди некоторых транзакций. Основные проблемы, возникающие при параллельной обработке транзакции: Потери результатов обновления.Незафиксированной зависимости.Несовместимого анализа.

Уровни изоляции Уровень изоляции включает уровень завершенного считывания (READ COMMITTED), повторяемого считывания (REPEATABLE READ) и способности к упорядочиванию (SERIALIZABLE). По умолчанию устанавливается SERIALIZABLE, хотя, если задан один из трёх перечисленных уровней, всегда можно использовать более высокий уровень. Приоритет уровней: SERIALIZABLE> REPEATABLE READ> READ COMMITTED> READ UNCOMMITTED.

Если все транзакции выполняются на уровне способности к упорядочению (принятых по умолчанию), то чередующееся выполнение любого множества параллельных транзакций может быть упорядочено. Однако, если любая транзакция выполняется на более низком уровне изоляции, то существует множество различных методов нарушения способности к упорядочению. В данном стандарте указано три особых нарушения способности к упорядочению, а именно:

• Неаккуратное считывание. Допустим, что транзакция T1 выполняет обновление с некоторой строкой, затем транзакция Т2 извлекает эту строку, после чего выполнение транзакции Т1 отменяется. В результате транзакция Т2 обнаружит, что данной строки больше не существует в том смысле, что она никогда не существовала (поскольку транзакция Т1 действительно не была выполнена).

• Неповторяемое считывание. Допустим, транзакция Т1 извлекает некоторую строку, транзакция Т2 затем обновляет эту строку, после чего транзакция Т1 вновь извлекает эту строку. В результате транзакция Т1 извлечёт из одной и той же строки два совершенно разных значения.

Фиктивные элементы. Допустим, что транзакция T1 извлекает множество всех строк, которые удовлетворяют некоторому условию. Допустим, что транзакция T2 вставляет новую строку, которую удовлятворяет тому же условию. Если транзакция T1 вновь повторит эту же операцию извлечения что и раньше, то ею будет обнаружена ранее отсутствовавшая строка – «фиктивная строка». Различные уровни изоляции определяются на основе приведённых выше случаев нарушения способности к упорядочению. Система может предотвратить появление «фиктивных элементов», если в ней предусмотрена блокировка пути доступа к этим данным.