Реляционная БД представляет собой совокупность схем отношений (таблиц) связанных друг с другом.

Билет 1.

1. Обработка данных в СУБД, основные методы доступа к данным, использование структуры данных типа «дерево».

Вопросы представления данных всегда связаны с операциями, при помощи которых эти данные обрабатываются.

Основные операции:

· Выборка данных

· Изменение данных

· Включение данных

· Удаление или исключение данных

В основе всех перечисленных операций находится операция доступа к данным. В задачах доступа предполагается, что все данные хранятся в памяти с определенной идентификацией. Доступ к данным означает поиск заданного идентификатора (ключа).

Переход от найденного ключа к соответственно данным носит тривиальный (простой) характер, т.е. либо в состав ключа включены указатели на информацию, либо полезная информация размещается в памяти непосредственно за ключом, как правило используется 1 способ.

В современных БД не упорядочиваются сами информационные массивы. Для этого создаются дополнительные строки данных, которые называются индексные файлы или индексы, простейший индекс содержит в себе 2 элемента: ключ поиска и указатель на место ключа.

Создание индексных файлов решает некоторые задачи типа:

· Ускорение доступа к данным

· Решается проблема упорядочивания информации

· Оптимизация, процедуры добавления и исключения информации

Существует 2 метода доступа к данным по ключу:

1. метод доступа по дереву

2. метод использующий функцию хеширования

Метод доступа по дереву

Деревом называют конечное множество состоящее из одного или более элементов, называемых узлами, обладающие следующими свойствами:

· между узлами существует отношение типа: исходный узел порожденный узел

· существует узел, который не имеет исходного (корень)

· все узлы за исключением корня имеют только один исходный узел. Каждый узел может иметь несколько порожденных узлов

· отношение исходный - порожденный действует только в одном направлении

· узлы не имеющие порожденных называются конечными вершинами (листьями)

Степень узла– это количество порожденных узлов.

Степень дерева– это максимальное значение из степеней всех узлов.

Сбалансированные деревья - когда уровень левого поддерева и правого отличаются не более чем на 1.

 

2. Общая структура ЭВМ. Назначение основных блоков. Взаимодействие программного и аппаратного обеспечения ЭВМ.

Структура типовой ЭВМ

АЛУ – предназначена для операции над данными различной длины

ОЗУ и ВЗУ – для хранения

Устройство управления - автоматически управляет вычислительным процессом, посылая сигналы всем устройствам для реализации определённых действий. Оно в своей работе руководствуется программой, которая состоит из команд. Программа основывается на алгоритме решения задач. Такой принцип управления называется принцип программного управления.

Команды и данные хранятся в ОП. В программе управления команды выполняются по порядку, за исключением команд перехода.

Пульт управления – предназначен для контроля оператором кода выполнения программы.

Блок-схема типовой ЭВМ

ЭВМ имеют многоуровневую иерархическую организацию со многими составными компонентами на каждом уровне. С нижнем уровнем функционального описания связано понятие физической организации ЭВМ — ее принципиальная схема. Термин логическая организация относится к более высоким уровням описания ЭВМ. Так логическая организация на уровне аппаратуры — это состав, функциональные связи и характеристики взаимодействия аппаратурных модулей в процессе выполнения различных задач, которые обычно называются структурной схемой или структурой.

Архитектура ЭВМ — функциональные возможности аппаратных средств ЭВМ, используемые для представления программ и данных для управления процессом вычислений. Архитектура служит примером вычислительной среды нижнего уровня, связанной непосредственно с архитектурой ЭВМ.

Каждый уровень организации ЭВМ и любая ее составная часть имеют достаточно сложную внутреннюю структуру, детализация которой приводит к появлению различных типов структур и вычислительных средств.

Архитектурные характеристики включают:

 - набор машинных команд

 - формат разрядной сетки

 - механизм обращения средств ввода-вывода

 - метод адресации памяти

Взаимодействие программного и аппаратного обеспечения ЭВМ

Поскольку в основу принципа работы ЭВМ положен принцип программного управления, для решения задачи используются средства двух типов: аппаратные и программные.

ОС – управляет всеми частями машины, организует взаимодействие оператора с ЭВМ, автоматизирует процесс подготовки и выполнения программ.

Программы технического обслуживания – проверка оборудования.

Пакеты прикладных программ.

3. Сети ЭВМ: понятие, становление, преимущества сетевой обработки данных.

Вычислительная сеть – это совокупность территориально рассредоточенных терминалов, вычислительных систем, средств передачи данных, предназначенных для объединения в единую систему обработки данных с целью коллективного использования, расположенных на больших территориях вычислительных систем с развитым программным, информационным и техническим обеспечением.

Основная цель создания ВС– это предоставление всем пользователям ВС возможность совместного использования всех ресурсов сети.

Характерная особенность ВС:

Распределенная обработка данных

Автономность центров обработки

Сетевая обработка данных позволяет:

Организовать доступ каждого пользователя сети к информационным, программным, вычислительным, техническим ресурсам всех систем сети.

Выполнять параллельную обработку данных и при необходимости перераспределять нагрузку между вычислительными системами решая одновременно проблему загрузки и эффективности использования сети.

Обеспечить высокую отказоустойчивость при обработке и хранении данных, за счет избыточности центров обработки и резервирования данных.

Создавать распределенные базы данных и другие сложные информационные структуры, соответствующих распределенному характеру решаемых задач.

Оперативно осуществлять обмен данными и программами между ЭВМ и пользователем (оперативный доступ к информации)

Быстро и качественно принять правильное решение.

Совершенствование коммуникаций.

Билет 2.

1. Основные компоненты СУБД и их взаимодействие. Типы и структуры данных

Ядро СУБД –осуществляет управление данными на внешнем запоминающем устройстве и в ОП, и отвечает за журнализацию изменений в БД. Ядро обращается к БД с помощью средств ОС.

 Процессор языка запросов – обеспечивает оптимизацию запросов на выборку, изменение и создания данных. ПЯЗ на выходе создает машинно-независимый исполняемый внутренний код.

Runtime System обеспечивает интерфейс взаимодействия пользователя с СУБД и обеспечивает интерпретацию внутренних программ с СУБД

Язык программирования внешних программ должен содержать средства для обращения с помощью языка запросов. Трансляторы, которые содержат специальные средства для обращения к БД, называются включающими. Для управления СУБД и БД существуют специальные языки. Все они включают языки манипулирования данными (ЯМД), подразделяющиеся на операторы описания данных (ООД) и операторы манипулирования данными (ОМД).

СУБД – важнейшая компонента любой информационной системы

Основные функции:

1) управление данными на внешних запоминающих устройствах

2) управление данными, находящимися в оперативной памяти

3) журнализация изменений информации в БД и восстановление данных после сбоев

4) Поддержка и интерпретация языков манипулирования данными

 

Тип данных – их представление в адресном пространстве и способе их обработки.

Данные бывают:

· простые (элементарные)

· составные (структурные).

 Составные бывают:

· статические, т.е. с единократно выделенным адресным пространством (массив, запись)

· динамические, наиболее универсальные (список, таблица, дерево).

Структура данных – пользовательская точка зрения на представление данных.

 

2. Основные характеристики ЭВМ.

1. Производительность и общий коэффициент эффективности:

Э = Р/(С_ЭВМ+С_ЭКСПЛ)

Э’= Р/С_ЭВМ

Оценка производительности системы:

a) количество задач в единицу времени;

b) операции регистр - регистр /сек;

c) скорость выполнения смеси команд:

  n     n

Р= S К_S / S K_S*t_S

s=1 s=1

K_S  - весовой коэффициент, t_S - время выполнения команд;

d) количество операций с плавающей точкой в сек (для научного расчета).

2. Число разрядов в машинном слове (точность, быстродействие).

3. Скорость выполнения основных операций.

4. Максимальная скорость передачи информации МП и ПУ.

6. Надежность ЭВМ (частота нарушений, время на их устранение):

Э=К_ИР / С_ЭВМ

К_И - комплексный коэффициент надежности.

Быстродействие это число команд, выполняемых ЭВМ за одну секунду.

Сравнение по быстродействию различных типов ЭВМ, не обеспечивает достоверных оценок. Очень часто вместо характеристики быстродействия используют связанную с ней характеристику производительность.

Емкость запоминающих устройств. Емкость памяти измеряется количеством структурных единиц информации, которое может одновременно находится в памяти. Этот показатель позволяет определить, какой набор программ и данных может быть одновременно размещен в памяти.

Наименьшей структурной единицей информации является бит- одна двоичная цифра. Как правило, емкость памяти оценивается в более крупных единицах измерения - байтах (байт равен восьми битам). Следующими единицами измерения служат 1 Кбайт = 210 = 1024 байта, 1 Мбайт = 210 Кбайта = 220 байта, 1 Гбайт =210 Мбайта = 220 Кбайта = 230 байта.

Емкость оперативной памяти (ОЗУ) и емкость внешней памяти (ВЗУ) характеризуются отдельно. Этот показатель очень важен для определения, какие программные пакеты и их приложения могут одновременно обрабатываться в машине.

Надежность это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени (стандарт ISO (Международная организация стандартов) 2382/14-78).

Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства. Применение сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) резко сокращают число используемых интегральных схем, а значит, и число их соединений друг с другом. Модульный принцип построения позволяет легко проверять и контролировать работу всех устройств, проводить диагностику и устранение неисправностей.

Точность это возможность различать почти равные значения (стандарт ISO - 2382/2-76).

Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, а также используемыми структурными единицами представления информации (байтом, словом, двойным словом).

Достоверность это свойство информации быть правильно воспринятой.

 

Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратурно-программными средствами контроля самой ЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов. В особо ответственных случаях проводятся контрольные решения на других ЭВМ и сравнение результатов.

 

3. Основные характеристики вычислительных сетей.

1. Операционные возможности

2. Время реакции сетей

3. Пропускная способность

4. Надежность

5. Расширяемость и маштабируемость сети

6. Производительность сети

7. Прозрачность, управляемость и совместимость

8. Стоимость обработки данных

1. Это перечень основных услуг предоставляемых сетью пользователю по обработке, хранению и передачи данных.

Все остальные характеристики определяют качество предоставляемых пользователю услуг.

2. Это интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо услуге сети и моментом получения ответа на данный запрос.

Время реакции сети (Т) состоит:

Время подготовки запроса пользователя

Время доступа запроса к средствам передачи данных

Время передачи запроса до адресата через промежуточные средства телекоммуникации

Время обработки запроса и подготовки ответа

Время передачи ответа

Время обработки ответа источником запроса

3 и 5 – качество непосредственной передачи данных (задержка передачи) зависит от промежуточных каналов связи от средств коммуникации и т.д.

3. Это объем данных (бит/с) передаваемых сетью в единицу времени и является на ряду с задержкой передачи характеристикой, показывающей непосредственно качество передачи данных. Т~1/V

4.Надежность складывается из:

4.1 Коэффициент готовности сети – это доля времени в течении которого сеть выполняет возложенные на нее функции

4.2 Вероятность доставки данных без искажений (вероятность потери данных)

4.3 Безопасность – защита данных от несанкционированного доступа

4.4 Отказоустойчивость – способность сети работать при отказе отдельных структурных функциональных элементов сети

5.Расширяемость – характеризует степень легкости замены или добавления / удаления отдельных элементов сети.

Маштабируемость – возможность расширения сети в широких пределах без заметного ухудшения качества функционирования сети.

6.Это суммарная производительность всех вычислительных систем, входящих в сеть, характеризует вычислительную мощность всей сети.

7.Прозрачность – характеризует степень простоты работы пользователя в сети

Управляемость – это возможность контроля состояния сети и ее отдельных компонентов, возможность разрешения возникающих в сети проблем, возможность анализа качества функционирования сети.

Совместимость – возможность сети включать в себя разнообразное программное, техническое обеспечение, произведенное самыми разными производителями (интегрируемость). Она достигается соблюдением разными производителями единых правил производства продукции (стандартов).

8.Характеризует эффект и целесообразность построения и использования сети. Определяется из стоимости средств используемых для обработки, передачи и хранения данных с учетом их объема.

 

Билет 3.

1. Реляционные базы данных: достоинства и недостатки.

Реляционная БД представляет собой совокупность схем отношений (таблиц) связанных друг с другом.

В РМД предполагается, что все отношения нормализованы, т.е. каждый кортеж должен содержать только атомарные элементы.

Операции над отношениями выполняются с помощью средств реляционного исчисления и средств реляционной алгебры.

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 475; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!