Слайд 1Лекция № 5. Банки данных и знаний
Слайд 2Вопросы лекции
4.1. Основные понятия банков данных и знаний
4.2. Компоненты банка данных
4.3.
Классификация банков данных
Слайд 34.1. Понятие банка данных
Банк данных (БнД) является современной
формой организации хранения и доступа к информации.
«Банк данных – это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно–методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных».
Слайд 4Требования к Банку Данных
адекватность отображения предметной области (полнота, целостность и непротиворечивость
данных, актуальность информации;
возможность взаимодействия пользователей разных категорий и в разных режимах, обеспечение высокой эффективности доступа для разных приложений;
дружественный интерфейсов и малое время на освоение системы, особенно, для конечных пользователей;
обеспечение секретности и конфиденциальности для некоторой части данных; определение групп пользователей и их полномочий;
Слайд 5Требования к Банку Данных
обеспечение взаимной независимости программ и данных;
обеспечение надежности функционирования
БнД, защита данных от случайного и преднамеренного разрушения; возможность быстрого и полного восстановления данных в случае их разрушения;
технологичность обработки данных, приемлемые характеристики функционирова-ния БнД (стоимость обработки, время реакции системы на запросы, требуемые машинные ресурсы и др.).
Слайд 64.2. Компоненты банка данных
Банк Данных является сложной человеко-машинной системой, включающей в
свой состав различные взаимосвязанные и взаимозависимые компоненты, а именно:
информационная компонента;
программные средства;
языковые средства;
технические средства;
организационно–методические средства;
администраторы БнД.
Слайд 7 Ядром БнД является База данных
База данных (БД) –
именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области (ПО).
Предметная область (ПО) – часть реального мира, подлежащая автоматизации с целью организации управления.
Она представлена множеством фрагментов, каждый из которых характеризуется объектами, процессами и множеством пользователей.
Слайд 8 Системой управления базой данных (СУБД) называется совокупность
языковых и программных средств, облегчающих для пользователей выполнение всех операций, связанных с организацией хранения данных, их корректировки и доступа к ним.
В качестве технических средств для БнД используется ЭВМ.
Слайд 9
СУБД должна обеспечивать:
✓физическую и логическую независимость данных;
✓минимальную избыточность данных;
✓возможность быстрого поиска;
✓эффективные
языки запросов к данным;
✓требования безопасности, надежности, конфиденциальности, целостности;
Слайд 10СУБД должна обеспечивать:
✓данные должны быть защищены от искажения, хищения,
разрушения;
✓данные должны быть восстанавливаемыми;
✓данные должны быть контролируемыми;
✓должна быть установлена процедура идентификации пользователей;
✓должна быть организована система санкционированного доступа;
✓должен быть установлен контроль за действиями пользователя с целью обнаружения ошибочных операций
Слайд 11Проект базы данных надо начинать с анализа предметной области и выявления
требований к ней отдельных пользователей (сотрудников организации, для которых создается база данных).
Слайд 12Проектирование обычно поручается– администратору базы данных (АБД).
Объединяя частные представления о содержимом
БД, полученные в результате опроса пользователей, и свои представления о данных, которые могут потребоваться в будущих приложениях, АБД сначала создает обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных.
Слайд 13Это описание, выполненное с использованием естественного языка, математических формул, таблиц, графиков
и других средств, понятных всем людям, работающих над проектированием базы данных, называют инфологической моделью данных.
Слайд 14
Организационно – методические средства представляют собой различные инструкции,
методические и регламентирующие материалы, предназначенные для пользователей разных категорий, взаимодействующих с БнД.
Слайд 154.3. Классификация банков данных
Классификация банков данных может быть произведена по разным
признакам (одни признаки относят к БнД в целом, другие – к отдельным его компонентам, третьи могут быть отнесены как к отдельному компоненту, так и к нескольким компонентам или банку в целом).
Слайд 16 Классификация Банков Данных по типу используемой модели
Хранимые в
базе данные имеют определенную логическую структуру – иными словами, описываются некоторой моделью представления данных (моделью данных), поддерживаемой СУБД. К числу классических относят следующие модели данных:
сетевую;
иерархическую;
реляционную.
Слайд 17 В последние годы появились и стали активно внедряться на
практике следующие модели данных:
постреляционная;
многомерная;
объектно-ориентированная.
Разрабатываются также всевозможные системы, основанные на других моделях данных, расширяющих известные модели.
Классификация по типу модели распространяется не только на БД, но и на СУБД и БнД в целом.
Слайд 18 Классификация СУБД по числу уровней в архитектуре
Под архитектурным уровнем СУБД понимают функциональный компонент, механизмы которого служат для поддержки некоторого уровня абстракции данных (логический, физический, внешний уровень). По числу уровней в архитектуре различают одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые системы.
Слайд 19Рис. 4.1. Классификация СУБД по числу уровней в архитектуре
Слайд 20Нумерация уровней на рисунке условна, но, тем не менее, отражает их
значимость (физическая модель может быть построена только на основе даталогической; эти два уровня могут быть совмещены, но поддерживаются СУБД всегда; внешний уровень в архитектуре СУБД может отсутствовать).
Слайд 21
Проектирование базы данных состоит из двух этапов:
логическое проектирование;
даталогическое проектирование.
Слайд 22
На этапе логического проектирования необходимо:
определить основные функции приложения, работающего с базой
данных;
определить информация, каких сущностей (объектов) должна храниться в базе данных и идентифицировать их;
определить какие атрибуты данных для каждой сущности должны храниться в базе данных и идентифицировать их;
определить какие отношения (связи) должны существовать между сущностями.
Слайд 23
Даталогическое проектирование базы данных представляет
собой этап разработки базы данных с
использованием
конкретной СУБД в соответствии с созданной на этапе
логического проектирования моделью.