Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Оглавление

Лекция №1 - Распределённые системы обработки данных 4

Распределённые системы обработки данных 4

Пример модели РСОД 4

Подходы к проектированию автоматизированных систем 5

Модели проектирования 5

Лекция №2 - Спиральная модель 8

Распределённые системы обработки данных 8

Модели проектирования 8

Диаграммы выявления информационных потребностей 10

SADT 10

DFD 11

Лекция №3 - DFD 12

Диаграммы выявления информационных потребностей 12

DFD 12

Пример построения DFD 12

Лекция №4 - Работа клирингового центра 18

Диаграммы выявления информационных потребностей 18

DFD 18

Работа клирингового центра 18

ПО для построения DFD 19

Этап концептуального проектирования 19

Проектирование инфологической схемы БД 20

Лекция №5 - Спецификации прикладных программ 22

Этап концептуального проектирования 22

Проектирование инфологической схемы БД 22

Разработка спецификация будущих приложений 22

Лекция №6 - Этап логического проектирования 24

Этап концептуального проектирования 24

Разработка спецификация будущих приложений 24

Средства для разработки всех этапов проектирования 25

Разработка контекстных диаграмм потоков данных 25

Разработка диаграммы сущность-связь 26

Построение DFD и FHD 26

Разработка даталогической схемы БД и приложений 26

Этап логического проектирования 26

Методы индексации данных в реляционных БД 26

Лекция №7 - Индексация данных 28

Этап логического проектирования 28

Методы индексации данных в реляционных БД 28

Лекция №8 - SQL 33

Этап логического проектирования 33

Методы индексации данных в реляционных БД 33

Некоторые возможности языка SQL 34

Оператор SELECT 36

Лекция №9 - SQL (продолжение) 37

Некоторые возможности языка SQL 37

Запросы без соединения таблиц 37

Запросы с использованием соединения таблиц 39

Подзапросы 40

Лекция №10 - SQL (продолжение) 41

Некоторые возможности языка SQL 41

Подзапросы 41

Запросы, использующие кванторы 42

Некоторые стандартные функции SQL 43

Особенности разработки приложений для работы с БД в сети 44

Блокировка обновляемых записей 44

Ведение транзакций 45

Лекция №11 - Восстановление БД после сбоя 47

Особенности разработки приложений для работы с БД в сети 47

Ведение версий записи 47

Схема восстановления данных после сбоя 47

Обработка тупиковых ситуаций 49

Лекция №12 - Анализ и выбор архитектуры 50

Анализ и выбор архитектуры распределённой системы 50

Модели доступа к данным 50

Лекция №13 - Анализ и выбор архитектуры (продолжение) 54

Анализ и выбор архитектуры распределённой системы 54

Модели доступа к данным 54

Интероперабельные системы 56

Лекция №14 - Анализ и выбор архитектуры (продолжение) 58

Анализ и выбор архитектуры распределённой системы 58

Интероперабельные системы 58

Тиражирование данных 58

Зачем нужно тиражирование 59

Классификация способов тиражирования 59

Лекция №15 - Анализ и выбор архитектуры (продолжение) 62

Анализ и выбор архитектуры распределённой системы 62

Интероперабельные системы 62

Теорема CAP 65

Лекция №1 - Распределённые системы обработки данных

Распределённые системы обработки данных

Распределённая система обработки данных (РСОД):

• если её данные и/или программы располагаются на разных узлах системы;

• если система обеспечивает прозрачный доступ к этим данным. Незаметно для клиента, он не видит подзапросов, а только результат;

• эта система устойчива к потере связности.

Пример модели РСОД

Два филиала.

В Санкт-Петербурге сидит оператор, выполняет запрос: "Найти клиентов банка, у которых остаток на счёте в Санкт-Петербурге остаток на счёте не меньше 2000, а в Москве - не менее 1000".

Этот запрос на языке SQL поступает на сервер БД №2 и там оптимизируется: выделяются подзапросы:

1. к серверу БД №1: найти клиентов, у которых остаток на счёте не меньшее 1000, и которые имеют счёт в Санкт-Петербурге. Запрос выполняется на сервере БД №1 и результат возвращается на сервер БД №2;

2. сервер БД №2 формирует и выполняет: из полученного на предыдущем шаге множества найти клиентов, у которых остаток на счёте в Санкт-Петербурге составляет не меньше 2000. Подзапрос выполняется, и результаты возвращаются на исходную рабочую станцию.

Кажется, что эта система распределённая. Но не будем спешить. Например, прервалась связь между филиалами - и первый подзапрос не выполнится. Так что система из примера не является распределённой. Для обеспечения распределённости надо использовать репликации - локальные копии БД других филиалов.

Подходы к проектированию автоматизированных систем

Есть несколько:

• структурный:

  • общая задача декомпозируется по иерархии сверху вниз на более простые. Используются диаграммы потоков данных (DFD);

  • используются реляционные базы данных;

  • при обработке записей БД применяется процедурный язык (C, C++ и прочие). SQL не является процедурным. Возникает проблема импеданса, которая решается курсовом;

• объектно-ориентированный:

  • с самого начала выделяются классы (объекты);

  • используются объектно-ориентированные БД;

  • при обработке записей применяется объектно-ориентированное программирование.

Преимущества и недостатки:

• при ООП, по существу, предметную область можно представить в виде сцены, а объекты выступают в качестве актёров на этой сцене. Всё очень наглядно. Число объектов резко сокращается по сравнению со структурным. * при структурном же подходе, при усложнении предметной области, БД становится необозримой;

• некоторые предметные области сложно представить в виде объектов и связей между ними. Например, медицина, экономика - там данные плохо структурированы;

• для ОО БД нет такой стройной теории, как для реляционных;

В общем, мы будем рассматривать структурный подход.

Модели проектирования

В структурном подходе к проектированию РСОД используются две модели:

• каскадная - в настоящее время не используется;

• спиральная - используется сейчас.

Каскадная модель

Проектирование происходит поэтапно.

Особенность каскадной модели: каждый следующий этап разработки системы начинается после завершения всех работ предыдущего этапа.

Краткое описание этапов проектирования

Выявление потребностей конечных пользователей

Функциональный граф предметной области - это граф, узлы которого обозначают процессы и данные будущей системы, а дуги используются для обозначение входных и выходные данных процессов этого графа.

Пример графа:

d22=f2(d12,d21)=f2(f1(d11),d21)

И, вообще говоря, функционального графа достаточно для построения всей системы.

Современные компьютеры построены по архитектуре фон Неймана (данные и процессы разделены). Поэтому для реализации системы проектировщик вынужден извлечь из графа данные (овалы) и структурировать их в виде схемы БД, а также извлечь процессы (прямоугольники) и реализовать их в программах. В общем, проектировщик вынужден резать граф "по живому" - что и является источником большого количества ошибок при проектировании.

Концептуальное проектирование

Пример инфологической схемы:

Пунктиром показаны синтетические ключи.

Спецификафия задачи - это совокупность входных и выходных данных и алгоритм связи между ними. Для описания спецификаций используется структурированный язык.

Концептуальный проект не зависит от будущей реализации (от архитектуры системы). Он определяет содержание проекта.

Лекция №2 - Спиральная модель

Распределённые системы обработки данных

Модели проектирования

Каскадная модель

Краткое описание этапов проектирования

Выбор архитектуры

На этом этапе решаются следующие задачи:

• выбирается модель доступа к данным (файловый сервер, сервер БД, сервер приложений);

• выбирается комплекс технических средств (сервер, рабочие станции);

• выбор общесистемного ПО (приобретаемое ПО, а не разрабатываемое - операционные системы, СУБД);

• выбор методов тиражирования данных - обеспечивает устойчивость системы к потери связности.

Логическое проектирование

Выполняется отражение концептуального проекта (2 этап) в СУБД или в КТС (3 этап).

Логический проект зависит от реализации, в отличие от концептуального.

Комплексная отладка

Здесь этапы разработки БД и приложения объединяются.

Сопровождение

Выполняется эксплуатация системы, выявляются и устраняются ошибки. Модернизация системы, если информационные потребности конечных пользователей меняются (а меняются они всегда).

Преимущества и недостатки каскадной модели

Преимущества:

• проста;

• понятна;

• имеет некоторую привязку к ГОСТу;

Недостатки:

• цикл разработки системы по этой модели достаточно велик (более 2 лет). Система успевает начать морально устаревать, появляются задачи, не заложенные в проект. Поэтому сразу после внедрения системы требуется её модернизация.

Результаты исследования, полученные Мартином

Диаграмма распределения по этапам проектирования выявленных ошибок:

Диаграмма распределения трудозатрат на выявление и исправление ошибок:

Диаграмма распределения трудозатрат по этапам проектирования:

На основании этих диаграмм можно сделать вывод, что при использовании каскадной модели почти 50% трудозатрат приходится на исправление ошибок, допущенных на первых двух этапах.

Законы информатики

Сформулированы на основе результатов исследования Мартина.

Два закона:

1. Закон неопределённости - процесс автоматизации задачи меняет представление пользователя об этой задаче. То есть, пользователь решает эту задачу без автоматизации иначе, чем с ней. Поэтому надо привлекать конечного пользователя к проектированию системы уже на ранних этапах;

2. Закон цены ошибки - чем больше времени прошло с момента совершения ошибки проектирования до момента её обнаружения, тем больше требуется затрат на её исправление.

Спиральная модель

Модель можно представить следующим образом:

Цифрами обозначены этапы каскадной модели, то есть она как бы встроена в спиральную.

Но в отличие от каскадной, все этапы реализуются с помощью CASE-средств. Использование этих средств позволяет существенно уменьшить время реализации витка подсистемы.

CASE средства являются основной RAD (Rapid Application Development). Эта технология включает в себя следующие шаги:

1. с помощью CASE-средств проектировщик разрабатывает и уточняет графических интерфейс. Здесь не надо детально писать код, используется графически-объектная технология;

2. после согласования графического интерфейса разработчик приступает к детальному программированию - обработка события от элементов графического интерфейса (например, нажатия кнопок).

Витков в спирали может быть любым. Разделение работ на 6 этапов является условным, так как работы могут выполнятся в комплексной итерации и параллельно на любом витке спирали.

Диаграммы выявления информационных потребностей

SADT

SADT - Structured Analysis and Design Technique - используются для описания информационных (бизнес) процессов, которые существуют в организациию. Здесь описывается и ручная обработка, и машинная.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций