Базы данных, системы управления базами данных (СУБД).
База данных (БД) представляет собой совокупность структурированных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.
Логическую структуру данных, хранимых в базе, называют моделью представления данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся иерархическая, сетевая, реляционная.
Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД.
Для работы с базой данных зачастую достаточно средств СУБД. Однако если требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователей, то могут быть разработаны приложения. Их создание требует программирования. Приложение представляет собой программу или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию решения какой-либо прикладной задачи. Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД — с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД, к примеру, Delphi или С++ Вuildег. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД, — внешними приложениями.
|
|
|
Словарь данных представляет собой подсистему БД, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях файлов БД друг с другом, типах данных и форматах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничения доступа и т. п.
Информационные системы, основанные на использовании БД, обычно функционируют в архитектуре клиент-сервер. В этом случае БД размещается на компьютере-сервере, и к ней осуществляется совместный доступ.
Математические основы реляционной базы данных.
Использование компьютера для реализации какого-либо процесса возможно лишь при наличии теоретического математического описания этого процесса. Сказанное относится и к процессам в базах данных.
В теории реляционных баз данных выделяют представление процедур: а) создания БД (с учетом целостности и защиты данных); б) использования базы данных; в) функционирования БД, в том числе при многопользовательском доступе к данным.
При строгом подходе рассмотрение третьей процедуры (как это сделал Э. Кода) является как бы автономным и не входит в теорию реляционных БД. Однако, поскольку работа во все более широко используемом многопользовательском доступе к данным без теоретической проработки процедуры синхронизации невозможна, ее изучение также включим в теорию реляционных БД
|
|
|
Теоретические инструменты первых двух процедур – реляционная алгебра и реляционное исчисление. Реляционная алгебра (РА) является теоретической основой алгоритмических языков программирования, сложных для начинающего пользователя, тогда как на реляционном исчислении (РИ) построены более удобные декларативные языки программирования SQL и QBE.
В то же время РА позволяет наглядно отобразить процессы преобразования в базе данных одних таблиц в другие. Именно поэтому рассмотрение теории начнем с реляционной алгебры
Назначение и основные операторы языка SQL.
. Запрос в языке SQL состоит из одного или нескольких операторов, следующих один за другим и разделенных точкой с запятой. Каждая последовательность операторов языка SQL реализует определенное действие над БД. Оно осуществляется за несколько шагов, на каждом из которых над таблицами выполняются определенные действия.
Каждый оператор SQL начинается с ключевого слова, которое определяет, что делает этот оператор (SELECT, INSERT, DELETE).
|
|
|
В операторе содержатся предложения, содержащие сведения о том, над какими данными производятся операции. Каждое предложение начинается с ключевого слова, такого как FROM, WHERE и др.
Структура предложения зависит от его типа: ряд предложений содержит имена полей или таблиц, некоторые могут включать дополнительные ключевые слова, константы или выражения.
Наиболее важные операторы выделены в стандарте ANSI/ISO SQL.
Data Definition Language (DDL) – язык описания данных.
Эта составляющая языка содержит операторы, позволяющие создавать, модифицировать и уничтожать базы данных и объекты внутри них (таблицы, представления)
Data Manipulation Language (DML) – язык манипулирования данными. Эта составляющая языка содержит операторы, позволяющие добавлять, выбирать, удалять и модифицировать данные. Эти операторы не обязательно должны завершать транзакцию, внутри которой они вызваны.
Transaction Control Language (TCL) – язык управления транзакциями. Транзакция – это группа операций модификации данных, имеющих логически законченный смысл, после выполнения которых база данных останется корректной. Операторы данного класса применяются для управления изменениями, выполняемыми группой операторов DML.
|
|
|
Data Control Language (DCL) – язык управления данными. Операторы этой группы (табл. 4.7), иногда называемые операторами Access Control Language – язык управления базой, применяются для осуществления административных функций, присваивающих или отменяющих право (привилегию) использовать базу данных, таблицу базы данных, а также выполнять те или иные операторы SQL.
34Продукционная модель знаний. Модель знаний “семантическая сеть”. Продукционная модель знания — модель, основанная на правилах, позволяет представить знание в виде предложений типа «Если (условие), то (действие)».
Продукционная модель — фрагменты Семантической сети, основанные на временных отношениях между состояниями объектов.
Продукционная модель обладает тем недостатком, что при накоплении достаточно большого числа (порядка нескольких сотен) продукций они начинают вследствие необратимости дизъюнкций противоречить друг другу. В этом случае разработчики начинают усложнять систему, включая в неё модули нечёткого вывода или иные средства разрешения конфликтов, — правила по приоритету, правила по глубине, эвристические механизмы исключений, возврата и т. п.
Продукционная модель часто дополняется определённым порядком, вводимым на множестве продукций, что упрощает механизм логического вывода. Порядок может выражаться в том, что отдельная следующая по порядку продукция может применяться только после попыток применения предшествующих ей продукций. Примерно похожее влияние на продукционную модель может оказать использование приоритетов продукций, означающее, что в первую очередь должна применяться продукция, имеющая наивысший приоритет.
Семанти́ческая сеть — информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (рёбра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы[1]. Таким образом, семантическая сеть является одним из способов представления знаний. В названии соединены термины из двух наук: семантика в языкознании изучает смысл единиц языка, а сеть в математике представляет собой разновидность графа — набора вершин, соединённых дугами (рёбрами), которым присвоено некоторое число. В семантической сети роль вершин выполняют понятия базы знаний, а дуги (причем направленные) задают отношения между ними. Таким образом, семантическая сеть отражает семантику предметной области в виде понятий и отношений
35Базы знаний и экспертные системы. Фреймовая модель знаний.Экспе́ртная систе́ма (ЭС, англ. expert system) — компьютерная система, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определённой области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности. Главное достоинство экспертных систем - возможность накапливать знания, сохранять их длительное время, обновлять и тем самым обеспечивать относительную независимость конкретной организации от наличия в ней квалифицированных специалистов. Накопление знаний позволяет повышать квалификацию специалистов, работающих на предприятии, используя наилучшие, проверенные решения.
Фреймовая модель основана на концепции Марвина Мински (Marvin Minsky) – профессора Массачусетского технологического института, основателя лаборатории искусственного интеллекта, автора ряда фундаментальных работ. Фреймовая модель представляет собой систематизированную психологическую модель памяти человека и его сознания.
Фрейм (англ. frame – рамка, каркас) – структура данных для представления некоторого концептуального объекта. Информация, относящаяся к фрейму, содержится в составляющих его слотах.
Слот (англ. slot – щель, прорезь) может быть терминальным (листом иерархии) или представлять собой фрейм нижнего уровня
Проектирование баз данных.
. Основные задачи:
Обеспечение хранения в БД всей необходимой информации.
Обеспечение возможности получения данных по всем необходимым запросам.
Сокращение избыточности и дублирования данных.
Обеспечение целостности базы данных.
Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных.
Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.
Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т. п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т. д.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 286; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!