МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Bauman Moscow State Technical University
1
Б е л и к ов А н д р е й И в а н ов и ч , к . т. н . , д о ц е н т
к а ф е д р а М Т - 11 " Эл е к т р о н н ы е т ех н о л о г и и в м а ш и н о с т р о е н и и "
Информационное
обеспечение разработок
Москва, 2015
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Оптимизация структуры БД – нормализация
ПРИМЕР нормализации. Исходный набор таблиц.
2
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Оптимизация структуры БД – нормализация
3
ПРИМЕР нормализации. Устранение аномалий.
Покрытие
Стехиометрия
Покрытия
Код
Код
Наименование
Стехиометрия
СоставыПокрытий
КодТекст
СоставСтрокой
СоставПокрытияКод
Толщина
ХимЭлементы
СтехиоСоставы
СтехиометрияПокрытия
ХимЭлемент
АтомПроцент
Элемент
АтомнаяМасса
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
ER(entity-relationship)-схемы
4
Преобразование ER-схемы в реляционную модель:
1 - Каждая сущность превращается в таблицу. Имя сущности становится именем
таблицы.
2 - Каждый атрибут становится столбцом (необязательные/ обязательные
атрибуты).
3 - Уникальный идентификатор сущности превращаются в первичный ключ
таблицы. Из несколько возможных выбирается наиболее удобный в
использовании.
4 - Сторона «много» связи становится внешним ключом, является копией
уникального идентификатора стороны связи «один». Необязательные связи –
атрибуты, допускающие неопределенные значения; обязательные связи – не
допускающие.
5 - Создаются индексы для первичного ключа (уникальный индекс), внешних
ключей и тех атрибутов, на которых предполагается базировать запросы. Индексы
– упорядоченные структуры, на основе ключевых полей, обеспечивающие более
быстрый поиск необходимых значений.
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Специфика процедур обработки данных в БД
5
МЕХАНИЗМ ТРАНЗАКЦИЙ. Обеспечение целостности .
Транзакция – совокупность операций с БД, которые обеспечивают перевод БД из
одного устойчивого состояния в другое и выполняются так, чтобы БД оказалась в
непротиворечивом состоянии, т. е. не должна быть нарушена целостность данных.
УСКОРЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.
Индексирование — логическая сортировка строк таблицы, основанная на
создании вспомогательных файлов, содержащих упорядоченные списки значений
ключей отношения со ссылками на строку отношения, в которой они находятся.
Индексные файлы занимают дополнительную память, но резко ускоряют поиск
благодаря применению метода половинного деления. Для одного отношения
может быть создано несколько индексов.
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Жизненный цикл баз данных
Основные этапы жизненного цикла БД:
I - Разработка и проектирование
II - Программно-аппаратная (программнотехническая) реализация
III - Практическое использование, эксплуатация
6
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Жизненный цикл баз данных
Задачи, реализуемые на этапах ЖЦБД:
1. Анализ предметной области –
-построение модели БД,
-описание правил целостности, доступности и секретности данных,
-определение пользовательских интерфейсов,
-оценка объемно-временных параметров обработки данных.
2. Выбор программного обеспечения, платформы БД.
7
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Жизненный цикл баз данных
Задачи, реализуемые на этапах ЖЦБД:
3. Проектирование структуры БД:
- состав и структура таблиц/файлов БД;
- связи;
- выбор методов упорядочения и доступа к данным.
4. Задание ограничений целостности в структуре БД и процедурах
обработки БД:
- ввода и корректировки данных;
- определение ограничений целостности при параллельной работе
пользователей в многопользовательском режиме.
5. Разработка технологии проверки соответствия введенных данных
модели реальному состоянию предметной области.
8
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Жизненный цикл баз данных
9
Задачи, реализуемые на этапах ЖЦБД:
6. Проектирование системы ввода данных.
7. Разработка системы защиты данных и разграничения доступа,
уровень пользователей.
8. Разработка технологии архивирования и восстановления БД после
сбоев.
9. Анализ эффективности функционирования БД.
10.Создание методической документации для пользователей, их
обучение.
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Уровни проектирования баз данных
10
Классическое подход к проектированию реляционной БД –
обоснованный выбор набора отношений и состава
атрибутов этих отношений.
Уровни проектирования БД:
Логическое проектирование – модель данных, соответствие
реальной картине предметной области
Физическое проектирование – отражение модели на уровне
файловой системы и аппаратной реализации
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Сетевая организация функционирования БД
1. Архитектура «Файл-сервер»
2. Архитектура «Клиент-сервер»
11
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Структурная организация функционирования БД
12
Архитектура «клиент-сервер» с выделенным сервером
БД установлена на сервере, который не используется в качестве рабочей станции
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Структурная организация функционирования БД
13
Архитектура «клиент-сервер» на основе невыделенного сервера
БД устанавливается на
рабочей станции-сервере,
который также используется и
в качестве рабочей станции
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Структурная организация функционирования БД
14
Архитектура распределенной базы данных
Распределенная БД состоит
из нескольких узлов-баз
данных, (включают
собственные локальные СУБД
с реальными БД и
пользователями),
пользователи которых
работают со своими
локальными БД, но при
необходимости
обеспечивается доступ к
другим узлам-БД через
коммуникационную сеть
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
Смысловые особенности БД
Семантика — это наука, исследующая свойства знаков и знаковых систем, их
смысловую связь с реальными объектами. Семантическая сеть — это
ориентированный граф, вершины которого есть понятия, а дуги — отношения
между ними.
Экспертные системы (ЭС) — это сложные программные комплексы,
аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и
тиражирующие этот эмпирический опыт для консультаций менее
квалифицированных пользователей.
15
МГТУ имен и Н.Э.Баумана, к афедра МТ-11 "Элек тронные технол ог ии в маш иностроении"
end
Спасибо за
внимание!
16
