otvety (Ещё одни ответы на все вопросы к КР)

1) Недостатки файловых систем при хранении и поиске информации.Файловые информационные системы при относительно простой организациихранения данных имеют ряд недостатков:Избыточность данных. Одни и те же данные могут размещаться в разныхфайлах, возникает неопределенность при идентификации информации,дисковое пространство используется неэкономно.

Информационная модельпредметной области усложняется с увеличением количества объектов истановится трудно воспринимаемой.Несогласованность данных. При размещении данных в разных файлах,возникает вероятность ошибки при вводе данных об одном объекте.Информация по объекту в разные местах может отличаться.Зависимость структур данных и прикладных программ. Структура файловдолжна соответствовать описанию в прикладной программе.

Прикладнуюпрограмму требуется приводить в соответствие при любом измененииструктуры файла, и наоборот. Увеличиваются затраты на сопровождениесистемы.Ограниченные возможности по использованию и анализу информации.Над файлом можно выполнить только ряд стандартных операций: создать илиоткрыть файл, прочитать из файла некоторую строку, внести изменения в файл(добавить новую запись).2) Исторические этапы развития БД.

Основные программные реализации БД.1 этап. Организацией баз данных на больших машинах типа IBM 360/370, ЕС-ЭВМ идр. Централизованная БД, распределенный доступ большого количествапользователей.Появляются первые языки высокого уровня для работы с реляционной модельюданных. Однако отсутствуют стандарты для этих первых языков.Функции управления распределением ресурсов в основном осуществляютсяоперационной системой (ОС).Поддерживаются языки низкого уровня манипулирования данными,ориентированные на навигационные методы доступа к данным.Значительная роль отводится администрированию данных.2 этап. Большое количество СУБД для персональных компьютеров.Все СУБД были рассчитаны на создание БД в основном с монопольнымдоступом. ПК, не подсоединенный к сети -> и база данных на нем создаваласьдля работы одного пользователя.Большинство СУБД имели развитый и удобный пользовательский интерфейс.Инструментальная среда состояла из готовых элементов приложения в видешаблонов экранных форм, отчетов, этикеток (Labels), графическихконструкторов запросов, которые достаточно просто могли быть собраны вединый комплекс.Во всех настольных СУБД поддерживался только внешний табличный видструктур данных.В настольных СУБД отсутствовали средства поддержки ссылочной иструктурной целостности базы данных.

В этом случае эти функции должныбыли выполняться пользователем, Наличие монопольного режима работыфактически привело к вырождению функций администрирования БД и в связис этим — к отсутствию инструментальных средств администрирования БД.Сравнительно скромные требования к аппаратному обеспечению со сторонынастольных СУБД.3 этап. Появление распределенных баз данных.- Полная поддержка реляционной модели (структурная и ссылочнаяцелостность, поддержка языка SQL).- Разработка стандартов языка описания и манипулирования данными (SQL89,SQL92, SQL99) и протоколов обмена данными между СУБД - ODBC (OpenData Base Connectivity).- СУБД: MS Access, серверы баз данных Оrасlе, MS SQL Server, Informix,4 этап. Создание и развитие глобальных БД.Этот этап характеризуется появлением новой технологии доступа к данным –интранет.

Основное отличие этого подхода от технологии клиент-сервер состоит втом, что отпадает необходимость использования специализированного клиентскогопрограммного обеспечения. Для работы с удаленной базой данных используетсястандартный браузер Internet, например Microsoft Internet Explorer или NetscapeNavigator, и для конечного пользователя процесс обращения к данным происходитаналогично скольжению по Всемирной Паутине.

При этом встроенный в загружаемыепользователем HTML-страницы код, написанный обычно на языках Java, Java-script,Perl и других, отслеживает все действия пользователя и транслирует их внизкоуровневые SQL-запросы к базе данных, выполняя, таким образом, ту работу,которой в технологии клиент-сервер занимается клиентская программа.3) Жизненный цикл БД. Основные этапы. Решаемые задачи.Жизненный цикл БД содержит такие основные этапы, какпроектирование,программно-техническаяреализация,практическоеиспользование.Для воплощения жизненного цикла решают следующие задачи:1. Анализ предметной области: создание модели и описание предметнойобласти, выявление ограничений целостности, определение статуса(доступности, секретности) информации, определение потребностейпользователей, определение соответствия «данные - пользователь»,определение объемно-временных характеристик обработки данных.2.

Выбор ПО для реализации БД.3. Проектирование структуры БД: определение состава и структурыфайлов БД и связей между ними, выбор методов упорядочения данных иметодов доступа к информации, создание описания БД на языкеописания данных.4. Задание ограничений целостности при описании структуры БД ипроцедур обработки БД5. Разработка технологии проверки соответствия введенных данныхреальному состоянию предметной области. База данных моделируетреальные объекты некоторой предметной области и взаимосвязи междуними, и на момент начала штатной эксплуатации эта модель должнаполностью соответствовать состоянию объектов предметной области наданный момент времени6.

Проектирование системы ввода данных.7. Разработка системы защиты данных и доступа к данным на уровнепользователей.8. Проработка и обеспечение технологии архивирования ивосстановления БД после сбоев9. Анализ эффективности функционирования БД.10. Разработка необходимой методической документации для конечныхпользователей. Обучение пользователей.4) Базы и банки данных. Терминология. Основные компоненты БД, ихназначение.Банк данных (БнД) – это система специальным образом организованныхданных – баз данных, программных, технических, языковых,организационно-методических средств, предназначенных для обеспеченияцентрализованногонакопленияиколлективногомногоцелевогоиспользования данных.База данных (БД) – именованная совокупность данных, отражающаясостояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.Под предметной областью понимают один или несколько объектовуправления (или определенные их части), информация которыхмоделируется с помощью БД и используется для решения различныхфункциональных задач.КонечныйпользовательПриложениебазы данныхСистема управлениябазой данныхБДОсновные компоненты, обеспечивающие работу пользователя с БД.Программы, с помощью которых пользователи работают с базойданных, называются приложениями.

В общем случае с одной базой данныхмогут работать множество различных приложений.Система управления базами данных (СУБД)– совокупностьязыковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения исовместного использования БД многими пользователями. СУБД включает всебя ядро, которое обеспечивает организацию ввода, обработки и храненияданных, компоненты средств отладки и тестирования системы, утилитыреализующие выполнение вспомогательных функций.

Перечисленныесредства СУБД обеспечивают выполнение следующих функций:1. Управление данными. Сюда относятся: подготовка данных и ихконтроль, внесение данных в базу, структуризация данных,обеспечение целостности, секретности данных.2. Доступ к данным. Поиск и селекция данных, преобразованиеданных в форму, удобную для дальнейшего использования.3. Организация и ведение связи с пользователем. Обеспечениеинтерфейсной связи с пользователем, ведение диалога, выдачадиагностических сообщений об ошибках в работе по БД и т.д.Важной функцией СУБД является обеспечение независимости данных.5) Уровни схематических моделей БД.В процессе научных исследований, посвященных тому, как именно должнабыть устроена СУБД, предлагались различные способы реализации.

Самымжизнеспособным из них оказалась предложенная американским комитетом постандартизации ANSI (American National Standards Institute) трехуровневаясхема организации БД:1. Уровень внешних моделей – самый верхний уровень, где каждаямодель имеет свое «видение» данных. Этот уровень определяет точкузрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит иобрабатывает только те данные, которые необходимы именно этомуприложению. Например, система распределения работ используетсведения о квалификации сотрудника, но ее не интересуют сведения обокладе, домашнем адресе и телефоне сотрудника, и наоборот, именноэти сведения используются в подсистеме отдела кадров.2.

Концептуальный уровень – центральное управляющее звено, здесьбаза данных представлена в наиболее общем виде, который объединяетданные, используемые всеми приложениями, работающими с даннойбазой данных. Фактически концептуальный уровень отражаетобобщенную модель предметной области (объектов реального мира),для которой создавалась база данных. Как любая модель,концептуальная модель отражает только существенные, с точки зренияобработки, особенности объектов реального мира.3. Физический уровень – непосредственно данные, расположенные вфайлах или в страничных структурах, расположенных на внешнихносителях информации.Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе сданными.

Логическая независимость предполагает возможность измененияодного приложения без корректировки других приложений, работающих сэтой же базой данных. Физическая независимость предполагаетвозможность переноса хранимой информации с одних носителей на другиепри сохранении работоспособности всех приложений, работающих сданной базой данных.6) Реляционная модель БД. Определение отношения. Типы ключей.Реляционная модель, на основе организации данных в виде таблиц,объединенных связями, была предложена Э.Ф.Коддом в 1970 г.Отношение – двумерная таблица, обладающая следующимисвойствами:1. В строках располагается информация о сущности.2.

В столбцах содержатся данные об атрибутах сущности.3. В ячейках размещаются только одиночные значения.4. Значения записей столбца имеют один тип данных.5. Каждый столбец имеет уникальное имя в пределах таблицы.6. Таблица не может содержать двух идентичных (одинаковых) строк.7. Порядок следования столбцов и строк не имеет значения.Ключ – один или несколько столбцов отношения, идентифицирующихстроку. Уникальный ключ однозначно определяет одну-единственнуюстроку. Неуникальный ключ может указывать на несколько строк.Композитный ключ – ключ, построенный на двух или более атрибутах.Первичный ключ представляет сущности таблицы во всех ее связях.

Дляобеспечения быстрого доступа к данным по значению первичного ключастроятся индексы. Суррогатные ключи – искусственные ключи, неимеющие отношения к характеристикам сущности.7) Идентификация информации в БД. Типы ключей. Аномалиимодификации.Под идентификацией понимается различение субъектов, объектов,процессов по их образам, выражаемым именами.