Экономическая информация, ее виды, структурные единицы

30. Логическое проектирование, цель, процедуры

Цель - преобразование концептуальной модели на основе выбранной модели данных в логическую модель, не зависимую от особенностей используемой в дальнейшем СУБД для физической реализации БД.

Результат: - логич структура БД, которая представляет собой схему, описанную в терминах языка описания данных.

- функционирование спецификации программных модулей и набор возможных запросов к БД.

Процедуры: 1. определение набора таблиц из ER-модели и их документирование - для каждой сущности ER-модели создается таблица. Имя сущности - имя таблицы. Устанавливаются связи между таблицами посредством механизма первичных и внешних ключей. Структуры таблиц и установленные связи между ними документируются.

2. проверка логической модели данных на предмет выполнения всех транзакций, предусмотренных пользователями. Транзакция - набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью изменения содержимого БД.

3. определение требований поддержки целостности данных и их документирование - эти требования представляют собой ограничения, которые вводятся с целью предотвратить помещение в БД противоречивых данных.

4. создание окончательного варианта логической модели данных и обсуждение его с пользователями - подготавливается окончательный вариант ER-модели, представляющей логическую модель данных.

31. Физическое проектирование, цель, процедуры

Цель этапа физическ. проектирования - описание конкретной реализации БД, размещаемой во внешней памяти компьютера. Процедуры физич. проектир-я: 1. проектир-ние таблиц БД средствами выбранной СУБД - осущ-ся выбор реляционной СУБД, которая будет использ-ся для создания БД, размещаемой на машинных носителях. Изучаются ее функциональные возможности по проектир-ю таблиц. Затем выполняется проектир-ние таблиц и схемы их связи в среде СУБД. Подготовленный проект БД описывается в сопровождаемой документации.

2. проектир-е физической организации БД. На этом шаге выбирается наилучшая файловая организация для таблиц. Выявляются транзакции, которые будут выполняться в проектируемой БД, и выделяются наиболее важные из них. Анализируется пропускная способность транзакций - кол-во транзакций, которые могут быть обработаны за заданный интервал времени, и время ответа - промежуток времени, необходимый для выполнения одной транзакции. Стремятся к повышению пропускной способности транзакций и уменьшению времени ответа. На основании указанных показателей принимаются решения об оптимизации производительности БД путем определения индексов в таблицах, ускоряющих выборку данных из базы, или снижения требований к уровню нормализации таблиц. Проводится оценка дискового объема памяти, необходимого для размещения создаваемой БД. Стремятся к его минимизации.

3. разработка стратегии защиты БД. БД- ценный корпоративный ресурс, поэтому орг-ции ее защиты уделяется много внимания. Для этого проектировщики должны иметь полное и ясное представление обо всех средствах защиты, представляемых выбранной СУБД.

4. орг-ция мониторинга функц-ния БД и ее настройка. После создания физического проекта БД организуется непрерывное слежение за ее функционированием. Полученные сведения об уровне производительности БД используются для ее настройки. Для этого привлекаются и средства выбранной СУБД.

32. Семантическая объектная модель. Пример объектной диаграммы

Любая развитая семантическая модель данных, как и реляционная модель, включает структурную, манипуляционную и целостную части, главным назначением семантических моделей является обеспечение возможности выражения семантики данных.

Наиболее часто на практике семантическое моделирование используется на первой стадии проектирования базы данных. При этом в терминах семантической модели производится концептуальная схема базы данных, которая затем вручную преобразуется к реляционной (или какой-либо другой) схеме. Этот процесс выполняется под управлением методик, в которых достаточно четко оговорены все этапы такого преобразования.

Менее часто реализуется автоматизированная компиляция концептуальной схемы в реляционную. При этом известны два подхода: на основе явного представления концептуальной схемы как исходной информации для компилятора и построения интегрированных систем проектирования с автоматизированным созданием концептуальной схемы на основе интервью с экспертами предметной области. И в том, и в другом случае в результате производится реляционная схема базы данных в третьей нормальной форме.

Далее мы кратко рассмотрим некоторые черты одной из наиболее популярных семантических моделей данных - модель "Сущность-Связи" (часто ее называют кратко ER-моделью).

На использовании разновидностей ER-модели основано большинство современных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных). Модель была предложена Ченом (Chen) в 1976 г. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. В связи с наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в системах CASE. Основными понятиями ER-модели являются сущность, связь и атрибут.

Сущность - это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться и быть доступна. В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, содержащего имя сущности.

Связь - это графически изображаемая ассоциация, устанавливаемая между двумя сущностями. Эта ассоциация всегда является бинарной и может существовать между двумя разными сущностями или между сущностью и ей же самой (рекурсивная связь). Связь представляется в виде линии, связывающей две сущности или ведущей от сущности к ней же самой. При это в месте "стыковки" связи с сущностью используются трехточечный вход в прямоугольник сущности.. Обязательный конец связи изображается сплошной линией, а необязательный - прерывистой линией.

В изображенном ниже примере связь между сущностями БИЛЕТ и ПАССАЖИР связывает билеты и пассажиров. При том конец сущности с именем "для" позволяет связывать с одним пассажиром более одного билета, причем каждый билет должен быть связан с каким-либо пассажиром. Конец сущности с именем "имеет" означает, что каждый билет может принадлежать только одному пассажиру, причем пассажир не обязан иметь хотя бы один билет.

33. Сase-средства для моделирования данных

CASE-средства (от Computer Aided Software/System Engineering) позволяют проектировать любые системы на компьютере. Необходимый элемент системного и структурно-функционального анализа, CASE-средства позволяют моделировать бизнес-процессы, базы данных, компоненты программного обеспечения, деятельность и структуру организаций. Применимы практически во всех сферах деятельности. Результат применения CASE-средств - оптимизация систем, снижение расходов, повышение эффективности, снижение вероятности ошибок.

Программные продукты:

Computer Associates

IBM Rational Software

CA ERwin Modeling Suite

Oracle Designer (входит в Oracle9i Developer Suite)

CASE (англ. Computer-Aided Software Engineering) -- набор инструментов и методов программной инженерии для проектирования программного обеспечения, который помогает обеспечить высокое качество программ, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов.

Также под CASE понимают совокупность методов и средств проектирования информационных систем с интегрированными автоматизированными инструментами, которые могут быть использованы в процессе разработки программного обеспечения.

В функции CASE входят средства анализа, проектирования и программирования. С помощью CASE автоматизируются процессы проектирования интерфейсов, документирования и производства структурированного кода на желаемом языке программирования.

Выделяют две основные концепции компьютерного программного обеспечения системы CASE: простые и «прозрачные» методы упрощения разработки программного обеспечения и/или его технического обслуживания; инженерный подход к разработке программного обеспечения и/или его технического обслуживания.

Типичными CASE инструментами являются: инструменты управления конфигурацией; инструменты моделирования данных; инструменты анализа и проектирования; инструменты преобразования моделей; инструменты редактирования программного кода; инструменты рефакторинга кода; генераторы кода.

В связи с наглядностью представления концептуальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в CASE-средствах. Эти средства предназначены для автоматизированного проектирования реляционных баз данных. Широко распространены CASE-системы, позволяющие выполнять ER-диаграммы в соответствии со стандартом IDEF1X. К ним относятся, в частности, Erwin, Design/IDEF, Power Designer. CASE-средства позволяют строить ER-диаграммы в реальном масштабе времени, что дает возможность наглядно изучать концептуальную модель данных и перестраивать ее соответственно поставленным целям и имеющимся ограничениям.

34. Понятие СУБД. Архитектура СУБД

Понятие. Система управления базами данных (СУБД) - это сов-сть языковых и програмн средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Современная СУБД содержит в своем составе программные средства создания баз данных (язык описания и манипулирования данными, визуальные средства, отладчики), средства работы с данными и сервисные средства. Функции элементов СУБД: - язык описания служит для преобразования логической модели в физическую; - язык манипулирования реализует операции над данными; - визуальные средства привлекаются в процессе проектирования графических объектов; - программы отладки соединяют и тестируют блоки программы управления, созданной БД; - средства работы с БД обеспечивают удобный интерфейс с пользователем; сервисные средства привлекают к работе с БД другие программы (эксель).

Архитектура. В среде СУБД можно выделить след. пять основных компонентов.

Аппаратное обеспечение. Одни СУБД предназначены для работы только с конкр типами ОС или оборудования, другие могут работать с широким кругом аппаратного обеспечения и различными ОС. Для работы СУБД обычно требуется некоторый минимум оперативной и дисковой памяти, но ее может быть недостаточно для достижения приемлемой производительности системы.

Программное обеспечение. Этот компонент включает операционную систему, программное обеспечение самой СУБД, прикладные программы, включая и сетевое программное обеспечение, если СУБД используется в сети. Обычно приложения создаются на языках третьего поколения, таких как С, COBOL, Fortran, Ada или Pascal, или на языках четвертого поколения, таких как SQL, операторы которых внедряются в программы на языках третьего поколения.

Данные - наиболее важный компонент с точки зрения конечных пользователей. База данных содержит как рабочие данные, так и метаданные, т.е. "данные о данных".

Процедуры, к которым относят инструкции и правила, которые должны учитываться при проектировании и использовании базы данных: регистрация в СУБД; использование отдельного инструмента СУБД или приложения; запуск и останов СУБД; создание резервных копий СУБД; обработка сбоев аппаратного и программного обеспечения, включая процедуры идентификации вышедшего из строя компонента, исправления отказавшего компонента (например, посредством вызова специалиста по ремонту аппаратного обеспечения), а также восстановления базы данных после устранения неисправности; изменение структуры таблицы, реорганизация базы данных, размещенной на нескольких дисках, способы улучшения производительности и методы архивирования данных на вторичных устройствах хранения.

Пользователи: клиенты БД, администратор БД, прикладные программисты. Более подробно этот компонент рассматривается в лекции №9 (Администрирование БД).

Подсистема средств проектирования представляет собой набор инструментов, упрощающих проектирование и реализацию баз данных и их приложений. Как правило, этот набор включает в себя средства для создания таблиц, форм, запросов и отчетов.

Подсистема обработки обеспечивает обработку компонентов приложений, созданных с помощью средств проектирования. Например, в Access 2003 имеется компонент, реализующий построение формы и связывающий элементы формы с данными таблиц.

Третий компонент СУБД - ее ядро (DBMS Engine) выполняет функцию посредника между подсистемой средств проектирования и обработки и данными. Ядро СУБД получает запросы от двух других компонентов, выраженные в терминах таблиц, строк и столбцов, и преобразует эти запросы в команды операционной системы, выполняющие запись и чтение данных с физического устройства.

Microsoft представляет два различных ядра для Access 2003: Jet Engine и SQL Server. Ядро Jet Engine используется для персональных и коллективных баз данных небольшого объема. Ядро SQL Server предназначено для крупных баз данных.

35. Возможности, предоставляемые СУБД пользователям. Производительность СУБД

К основным функциям СУБД относятся: Ведение системного каталога, Системный каталог, или словарь данных, является хранилищем инф-ции, описывающей данные в БД (по сути, это "данные о данных", или метаданные). Обычно в системном каталоге хранятся следующие сведения:

* имена, типы и размеры элементов данных;

* имена связей;

* накладываемые на данные ограничения поддержки целостности;

* имена санкционированных пользователей, которым предоставлено праводоступа к данным;

* внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними;

* статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных.

Поддержка транзакций. Транзакция - набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью доступа или изменения содержимого базы данных. Примерами транзакций может служить добавление в БД, обновление, удаление каких-либо сведений.

Поддержка параллельной работы.

Восстановление базы данных после сбоев. Журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

Контроль доступа к данным. СУБД должна иметь механизм, гарантирующий возможность доступа к базе данных только санкционированных пользователей.

Поддержка обмена данными. СУБД в должны поддерживать работу в локальной сети, чтобы вместо нескольких разрозненных баз данных для каждого отдельного пользователя можно было бы установить одну централизованную базу данных и использовать ее как общий ресурс для всех существующих пользователей. Такая топология называется распределенной обработкой.

Поддержка целостности данных. Целостность базы данных означает корректность и непротиворечивость хранимых данных. Она может рассматриваться как еще один тип защиты базы данных.

Поддержка независимости от данных. Независимость от данных обычно достигается за счет реализации механизма поддержки представлений или подсхем. Физическая независимость от данных достигается довольно просто, так как обычно имеется несколько типов допустимых изменений физических характеристик базы данных, которые никак не влияют на представления.

Вспомогательные функции предназначены для администрирования базы данных, импорта и экспорта БД, мониторинга характеристик функционирования и использования базы данных, статистического анализа, реорганизации индексов, перераспределения памяти.

Приложения выполняют пять основных функций: 1. Создание, чтение, обновление и удаление представлений. 2. Форматирование представлений. 3. Реализация ограничений. 4. Обеспечение механизмов безопасности и контроля. 5. Реализация логики обработки информации. Производительность СУБД оценивается:

* временем выполнения запросов;

* скоростью поиска информации в неиндексированных полях;

* временем выполнения операций импортирования базы данных из других форматв;

* скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных; * максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме;

* временем генерации отчета. На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:

* СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;

* производительность собственных прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.

36. Классификация СУБД. Режимы работы пользователя в СУБД

По степени универсальности:

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Они не всегда позволяют добиться требуемой производительности и/или удовлетворить заданные ограничения по объёму памяти, предоставляемой для хранения БД.

Тогда - специализированную СУБД для данного конкретного применения. Примером специализированной СУБД может быть система IMBASE, используемая для автоматизации проектных и конструкторских разработок.

По типу модели данных:

- иерархические. Первой такая СУБД - система IMS (Information Management System) компании IBM;

- сетевые. Первой сетевой СУБД считается система IDS (Integrated Data Store), разработанная компанией General Electric немного позже системы IMS;

- реляционные. Первые коммерческие реляционные СУБД от компаний IBM, Oracle Corporation, Relation Technology Inc. и других поставщиков появились в начале 80-х годов. Реляционные СУБД просты в использовании, повышают производительность программистов при разработке прикладных программ, хорошо приспособлены для работы в архитектуре клиент/сервер, позволяют параллельную обработку БД, хорошо приспособлены к графическим пользовательским интерфейсам.

- объектно-реляционные (постреляционные). Объектно-реляционные СУБД продолжают использовать стандартный язык запросов для реляционных БД - SQL, но с объектными расширениями;

- объектно-ориентированные. В основе объектно-ориентированных СУБД лежит объектно-ориентированная модель обработки данных.

- многомерные, в основе которых лежит многомерная модель данных.

На самом общем уровне все СУБД можно разделить на:

- профессиональные (промышленные), которые представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. (Oracle, DB2, Sybase, Informix, Inqres, Progress).

- персональные (настольные). (DBASE,FoxBase, FoxPro, Clipper, Paradox, Access.)

«Режим» - определённый порядок работы или состояния компьютера или программы.

Возможна работа пользователя с СУБД в трех режимах:

1) Через меню системы. Он реализуется чаще всего в виде различных меню и диалоговых окон, с помощью которых пользователь постепенно уточняет, какие действия он хочет выполнить и какую информацию получить из БД. Для этого не надо знать языка СУБД.

2) Командный режим - интерактивный режим. Это способ реализации возможностей языка, т.е. непосредственное выполнение команд. Система выдаёт подсказку и ожидает ответа - ввод соответствующей команды. После ввода команды система осуществляет синтаксический контроль текста введённой команды и (при отсутствии ошибок) выполняет команду. Команда в процессе её выполнения может проводить собственный диалог с пользователем или выдавать конкретные сообщения. После выполнения текущей команды система постоянно выдаёт подсказку (приглашение) о готовности принять очередную команду. Обеспечивает более быстрый доступ к данным, но требует знания языка СУБД.

3) Программный режим. Обеспечивает организацию доступа к данным и управление ими из прикладных программ. Пользователь может писать программы на языке команд, который поддерживает СУБД, производить отладку и выполнение программ. Текст программы можно вводить с помощью встроенного текстового или любого другого редактора.

37. Функции СУБД

1. Ведение словаря данных (систематизированного каталога)

Описывает метаданные:

· Имена, типы и максимальная длина

· Информация о связях

· Ограничения на данные

· Схемы данных

· Статистические данные

· Имена санкционированных пользователей и др.

1. Поддержка транзакций

Транзакция - набор действий, выполняемых пользователем или программой с целью изменения содержимого БД так, чтобы та не находилась в противоречивом состоянии.

Транзакция - последовательность операций над БД (с целью доступа или изменения содержимого), рассматриваемая СУБД как единое целое.

Изменения в БД фиксируются только при полном выполнении транзакций.

Виды:

- простые (добавление, удаление, обновление сведений о некоем объекте)

- сложные (внесение в БД нескольких изменений).

Транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД.

2. Восстановление БД после сбоев.

Журнализация - «ведение» журнала изменений в БД. Обеспечивает надежность хранения данных во внешней памяти (призвано сохранять промежуточное состояние БД, необходимое для отката транзакций после сбоя)

Сбои:

- мягкие (незавершение работы одной транзакции):

- жесткие (потеря информации во внешней памяти).

Журнал - часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью(иногда поддерживаются 2 копии журнала, расположенные на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

При журнализации поддерживается стратегия «упреждающей» записи в журнал: запись об изменении любого объекта БД должна попасть в журнал раньше, чем измененный объект попадет во внешнюю память основной части БД.

Методы восстановления БД с использованием журнала транзакций

1) Накат - внесение изменений в сохраненную копию БД результатов всех завершенных транзакций согласно записям в журнале.

2) Откат - отмена изменений, произведенными в БД ошибочно или незавершенными транзакциями. Далее повторно запуск транзакции, которая выполнялась на момент сбоя.

3. Контроль доступа к данным.

4. Поддержка индивидуальной работы.

5. Поддержка распределения обработки данных (в сети).

6. Поддержка целостности данных.

7. Поддержка независимости от данных (независимость программ от структуры данных).

8. Вспомогательные функции для: администрирования БД, импорта, экспорта БД, статистического анализа.

9. Управление данными во внешней памяти. Включает наличие необходимых структур внешней памяти для хранения данных БД и служебной информации.

10.Управление буферами оперативной памяти.

Причины буферизации данных в оперативной памяти:

- объем БД обычно значительно больше объема оперативной памяти

- если постоянно обращаться ко внешней памяти, то и СУБД будет работать со скоростью устройства внешней памяти.

Существуют отдельные направления развития СУБД, которые ориентированы на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД.

38. Направления развития СУБД: расширение множества типов обрабатываемых данных, интеграция технологий БД и web-технологий, превращение СУБД в системы управления базами знаний

Направления развития:

1. Расширение множества типов обрабатываемых данных.

Работа не только с алфавитно-цифровым типом данных, но и графикой и звуком (подготовка мультимедийного объекта).

Объединение объектно-ориентированного и реляционного подхода:

- гибридные СУБД (должны представляться в виде объекта, но механизмы работы с ними реляционные).

- расширенный реляционный (реляционные механизмы управления данными расширяются объектно-ориентированными возможностями).

2. Интеграция технологий БД и web-технологий.

Web-мастера становятся фактически администраторами БД.

Многие web-узлы представляют собой аналоги приложений БД. Развивается архитектура клиент-сервер.

Осуществляют распределенное хранение информации и распределенную обработка данных.

Эти технологии формируют основу для создания новой платформы, которая ориентирована на доступ из любой точки.

Упрощается доступ к БД, экономятся время и деньги.

Упрощается создание новых услуг и т.д.

3. Превращение СУБД в системы управления базами знаний.

База знаний - один или несколько специальным образом организованных файлов, хранящих систематизированную совокупность понятий, правил и фактов, относящихся к некоторой предметной области.

Для построения БЗ применяются методы искусственного интеллекта, специальные языки описания знаний и интеллектуальный интерфейс. БЗ являются основной содержательной частью интеллектуальных систем: информационных, обучающих, систем программирования, экспертных систем, где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов-специалистов в данной предметной области.

39. Знания, их виды. Базы знаний. Экспертные системы

Знания-форма существования и систематизации рез-тов познават деят-сти человека.; субъект образ объект реальности, т.е. адекват. отражение внеш. и внутр. мира в созн. чел-ка в форме предст-ний, понятий, суждений, теорий. З. в шир. См. - сов-сть понятий, теор. построенй и представл. Знания в узк см. - данные, информация. Виды: 1. научн. / вненаучн. 2 неявн./скрыт., формализов., декларативные/процедурные. Св-ва: 1. внутр интерпретир-сть; 2 структур-сть (кажд. 1 может включаться в состав любой другой инфо. м\у отд 1-ми можно установить отношения: часть-целое, род-вид, элемент-класс); 3 связность (устан. связи различн. типа); 4 семантич. метрика (находить знания, близкие уже к найденным); 5 активность (декларативная часть -пассивная, процедурная часть - активная, соединяем их знания активные). БЗ - 1 или неск спец образом организов файлов, хранящих систематиз. сов-сть понятий, правил и фактов, (относ. к предм. обл.) построение на основ. инфо эксперта (исходим из специфики знаний): 1. опис. предм области; 2. выбор способа и модели представл знаний; 3. приобретение знаний. Модели представл. знаний: 1. продукционн; 2. семантич сети; 3. фреймовая структ. 4. форм. логич модели.

40. Продукционные модели. База фактов. База правил. Работа машины вывода

Модели представл. знаний: 1. Продукционн; 2. семантич. сети; 3 фреймовая структ; 4. форм. логич модели. Продукционн. - продукц. инфо явно выделена и описыв. иными ср-вами, чем декларат. инфо. В таких моделях осуществ. вывод на знаниях. Модель позволяет представлять знания в виде предложений типа: Если (условие), то (действие). Записываются в виде: ЕСЛИ А1,А2,…,Аn ТО В.

В кач-ве условий: любая сов-сть суждений, объедин логич связями типа и/или.Условие=посылка.Дейст=вывод, закл. Условия А1, А2,…, Аn обычно называют фактами.

Описание предм. обл. строится на предпол. об устр-ве предм. обл.: 1. ПО может быть описана в виде мн-ва фактов и правил; 2. правила описывают прич-следтв связи м\у фактами; 3. могут отражать след типы отнош-й: сит-действ, посылка-заключ., причина-следств. В продукционных системах используются 2 основн. способа реализации механизма вывода: прям. вывод, (от данных); обрат вывод (от цели). В 1-м случае идут от извест. данных и на каждом шаге вывода к этим фактам прим-ют все возм. правила, кот.порождают нов. факты, и так пока не будет порожден факт-цель. Во2ом случае вывод идет в обр. направлении - от поставленной цели. Если цель согласуется с заключением правила, то посылку правила приним-т за подцель или гипотезу, и этот процесс повт-ся пока не будет получено совпадение подцели с известными фактами. «+»: 1. возм-сть построения на их основе информ систем модульной структуры 2 простота модификации 3 простота восприятия чел-ком 4 спос-сть к самообъясн-ю.«-»: 1. трудность сосставл продукц правил 2.труд-ть записи из-за констр типа ЕСЛИ, ТО.

41. Семантические сети. Виды отношений. Пример семантической сети

Семантика-это наука, устанавл. отношение между символами и объектами, кот. они обозначают, т.е. наука, определяющая смысл знаков. Термин семантическая значит «смысловая», а семант. сеть предстваляет собой ориентированный граф., вершины кот. есть понятия, а дуги (ребра) - отношения между ними. В кач-ве понятий обычно выступают абстракт или конкр объекты, а отношения представляют собой связи типа: АКО-связи (A-Kind-Of=это),«имеет частью»(has part),«принадлежит». В основе конструкция, назыв семант сетью. Сеть модели формально можно задать в виде: H=<I, C1, C2….Cn, G>I - мн-во информац единиц C1….Cn - сно-во связей м\у единицами G - задает отношения м\у информ. единицами и связями. Семант. модели по типам связей: 1. классификац. Сети; 2. Функцион. сети; 3 сценарии связанных с типами отн. между понятиями. По типам отн.: бинарные, в кот. отн. связывают два объекта, и N-арные, в кот. есть спец. отн., связывающие более двух понятий. По кол-ву типов отн.: однородные (с единств типом отн.) и неоднородные (с разл. типами отн.) семант. сети. «+» Данная модель лучше других соответсвует соврем представлениям об орг-ции долговременной памяти чел. «-» сложность орг-ции процедуры поиска вывода на семент сети. В семантических сетях часто используются также следующие отношения:функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет»…); количественные (больше меньше, равно…); пространственные (далеко от, близко от, за, под, над…); временные (раньше, позже, в течение…); атрибутивные (иметь свойство, иметь значение); логические (И, ИЛИ, НЕ); лингвистические… Пример сем. сети:

42. Фреймы, их виды, структура. Сети фреймов. Примеры фреймов

Фреймовая модель (ФМ).

Фиксируется жёсткая структура информационных единиц, называемая протовреймом.

Фрейм (англ. frame - рамка, каркас) - структура данных для представления некоторого концептуального объекта. Информация, относящаяся к фрейму, содержится в составляющих его слотах.

Слот - может быть терминальным (листом иерархии) или представлять собой фрейм нижнего уровня.

В общем виде он выглядит след. образом

(имя фрейма:

Имя слота1 (знач. слота 1)

Имя слота k (знач. cлота k))

Прим. (Список раб-ов:

Фамилия (знач. слота 1)

Год рожд. (зн.сл. 2)

Специальность (зн.сл. 3)

Стаж (зн.сл.4))

Фреймовое представл-ие данных позволяет отображать знания с помощью:

· Фрейм-структур (для обознач. объектов и понятий)

· Фрейм-ролей (для обознач. ролевых обяз-ей)

· Фрейм-сценариев (для обознач. поведения)

· Фрейм-ситуации (для обознач.режимов деятельности,состояний).

В качестве знач. слота могут выступать имя др. фрейма,что позволяет объединять фреймы в сеть.

Св-ва фреймов наследуются сверху вниз через АКО связи. Слот с именем АКО указывает на имя фрейма более высокого уровня иерархии.

В слоте могут храниться процедуры и правила:

- процедуры-демоны - запуск-ся автоматически при вып-нии некот. усл-ия

- процедуры-слуги - активиз-тся только по специальному запросу.

Различают две сист. фрейма:

ь Статич. (не м.б. изменены в процессе реш. зад.)

ь Динамич. (это допустимо).

Спец. яз. представл. зн. в сетях фреймов (FRL-frame representation language) позволяют эффективно строить промышл-ые экспертные сист.

Фреймово ориентир-ые экспертные сист. Analyst, МОДИС



43. Формальные логические модели. Их примеры

В основе модели такого типа лежит формальн.сист., задаваемая 4-кой вида:

M=<T, P, A, B>

где Т - мн-во базовых элементов какой-либо природы (слова, буквы, конструктор, детали и т.д.),требующих наличие процедуры, позволяющей определить принадлежность элемента к этому мн-ву.

Р - мн-во синтаксич.правил,с пом-ью кот. из мн-ва базовых эл-ов строятся т.н. синтакс-и правильн. совок-ти (из слов предлож-ия, из деталей машина).

А - аксиомы,подмножества синтаксич. правильных конструкций для кот. существ. процедура позв-яя опр-ить принадл. синтаксич. правильн. совок-ти или подмножеству аксиом.

В - мн-во правил вывода, примен-ся к аксиомам для получ. нов. синтакс-ки правильн. совок-ей, к кот. тоже можно применить правило вывода.

Логическая (предикатная) модель:

- представл. знаний основано на алгебре высказываний и предикатов, на сист. аксиом этой алгебры и её правилах вывода.

В логич. мод. знаний

· Слова,опис-щие сущн-ти предм.обл.-термы(конст-ты,перем-ые, ф-ции)

· Слова,опис-щие отнош-ия сущн-тей предикаты.

Предикат - логическая N-арная пропорцион-ая ф-ция, определенная для предм.обл-ти и приним-ая знач. истинности либо ложности.

Пропозиционной - наз-ся ф-ция,кот. ставит в соотв-ие объектам из обл-ти опр-ия одно из истинностных знач.(«истина» «ложь»).

Логич. мод.

ь Удобны для предст-ия логич.возм-тей между фактами

ь Формализованы

ь Строги теоретически

ь Для их исп-ия имеется удобн. и адекватн. Инструментарий (яз. логич. программир-ия).

Достоинства Логич. Мод.

1) В кач-ве «фундамента» исп-ся классич. аппарат мат. логики

2) Существуют достаточно эффективные процедуры вывода, реализованные на языке логич-ого программир-ия Пролог

3) В базе знаний можно хранить лишь мн-во аксиом,а все остальные знания получать из них.

44. Характеристика СУБД Micrоsoft Access 2003: тип, платформа, функциональные возможности, пользовательский интерфейс, настройка рабочей среды

Сист. управл-ия БД Mіcrosoft Access (MA) 2003 и ее основные возможности

Приложение MA - это настольн. сист. управл-ия реляц-ыми БД (СУБД), предназнач-ая для раб. на автономном персональном комп-ре (ПК) или локальной вычислит-ой сети под управл-ием семейства операц-ых сист. Microsoft Windows (Windows 2000, Windows XP и Windows Server 2003).

СУБД MA обладает мощными, удобными и гибкими ср-ами визуального проектир-ия объектов с пом-ью Мастеров, что позволяет польз-лю при min-ой предварительной подгот-ке быстро создать полноценную инф-ную сист. на ур-не таблиц, запросов, форм, отчетов.

К осн-ым возм-тям СУБД MA можно отнести следующие:

- Проектир-ие базовых объектов-двумерные таблицы с полями разных типов данных.

- Созд-ие связей между табл-ами,с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей.

- Ввод, хранение, просмотр, сортировка, измен-ие и выборка данных из таблиц с исп-ием различных ср-ств контроля инф-ии, индексир-ия таблиц и аппарата алгебры логики.

- Созд., модификация и исп-ие производных объектов(запр-ов, форм, отчетов)

Пользовательский интерфейс MA2003

Интерфейс пользователя MА-это комплекс прогр-м, кот. реализует диалог в процессе работы пользователя с приложением Access.

После загрузки MA на экране появ-ся главное окно, в кот-ом размещ-ся окно БД. При 1-ом запуске Access в гл-ом окне вывод-ся обл.зад. в режиме «Приступая к раб.»,с пом-ью кот. можно открыть существ-ие БД и «Созд. файл».

При выборе команды «Созд. файл» в обл. зад. изм-ся режим на «Созд. Ф.».

При выборе ком-ы «Нов. БД» откр-ся окно диалога«Файл нов. БД», в кот. необх-мо выбрать имя диска и директории для хран-ия БД, а также имя БД (тип файла устанавливается по умолчанию «Базы данных MA»)и щелкнуть на кнопке «Создать», будет сохранен файл с расширением .mdb.

В гл.окне появ-ся окно БД с назнач-ым именем. В Access2003 для новых БД по умолчанию исп-ся формат файла Access 2000,необх-ый для обеспечения совместимости с БД предыдущих версий.Для того чтобы изм-ить формат файлов Access2000,необх-мо в меню гл. окна выбрать ком-ду «Сервис/Служебн. прогр-ы/Преобр-ать БД» и указать нужный формат.

Для изм-ия исп-ого по умолч-ию формата файлов при созд.нов. БД необх-о выбрать команду Сервис/Параметры, активиз-ать вкладку «Другие» и в списке«Формат файла по умолч-ию»выбрать из списка Access 2002--2003.

Гл окно приложения MA сост. из след-их обл-тей:-строка заголовка; - строка меню; -панель инструментов; -окно БД;-строка сост-ия.

1) В строке заголовка нах-тся системн. меню в виде пиктограммы, располож-ой слева от названия главного окна: «Microsoft Access». 2) Строка меню содержит группы команд объед-ые по функцион-ому признаку: Файл, Правка, Вид, Вставка, Сервис, Окно, Справка. Команды, содерж-ие в меню аналогичны командам в редакторах Word, Excel и в др. прилож-ях Office. 3) Панель инстр-ов. При запуске Access по умолчанию активиз-тся одна панель инструментов. На панели инстр-ов расположены наиб. часто исп-ые команды. Перед созд-ем БД необходимо ознаком-ся с главным меню и панелью инструментов.4) Окно БД имеет: строку заголовка; панель инструментов, на кот. расп-ены след-ие кнопки: Открыть - (открытие выдел-го объекта (табл., запр., формы, т.д.) в режиме стр); Конструктор (открытие выделенного объекта в режиме конструктора); Создать; Удалить; Крупные значки; Мелкие значки; Список; Таблица; панель "Объекты": табл., запр-ы, формы, отч-ы, стр-ы, макросы, модули; обл. окна со списком возм-ых режимов созд-ия нов. объектов или просм-а, редактир-ия существ-их объектов(в этой обл-ти также отображ-ся списки имеющихся в этой базе табл., форм, запр. и т.д.) 5) Строка сост. Наход-ся внизу гл. окна и предназн-на для вывода кратк. инф.о текущем режиме раб.

Панель "Объекты": Табл. - двумерные табл-ы, кот. исп-ся для хранения данных в реляц-ых БД. Данные хранятся в записях,кот.сост.из отдельных полей. Кажд.табл. содержит инф-ию о сущностях опр-ого типа (например, студентах). Запрос - ср-во для отбора данных, удовлетвор-их опр-ым усл-ям. С пом-ью запросов можно выбрать из БД только необх-ую инф-ию.

Форма - ср-во, кот. позв-яет упростить процесс ввода/изм-ия данных в табл-ах БД,что обесп-ает ввод данных персоналом невысокой квалификации.

Отчет - ср-во, кот. позв-яет извлечь из БД нужн. инф-ию и представить ее в виде, удобном для восприятия,подгот-ить для распечатки отчет,кот. оформлен соотв-им образом. Стр-ы-стр-ы доступа к данным предст-яют собой спец-ую Web-стр, предназн-ую для просм-а и раб. через Интернет/интрасеть с данными, кот. хранятся в БД MA или БД MS SQL Server. Макрос-набор макрокоманд, созд-ый польз-ем для автомат-ции вып-ия конкр. операций. Модуль-объект, содерж-ий прогр-ы на яз.Visual Basic,примен-ые в некот. случаях для обраб. данных.

Обл. со списком возм-ых режимов созд. объектов.В этой обл.кроме списка реж-ов созд. объектов отображ-ся созд-ые объекты (таблицы,формы,т.д.), кот.можно просм-ать/редакт-ать. Для этого необх-мо выделить треб-ый объект, наприм., табл.и нажать кнопку"Откр."/"Констр-ор". Нажатие кнопки “Откр.”активизирует режим табл.,в кот. можно просм-ать и редакт-ать данные в выбр-ой табл. Нажатие кн-ки“Констр-ор”откр-ает табл. в режиме констр-ра, предназн-ом для просм-а и изме-ия структ-ы табл.

45. Характеристика объектов базы данных

СУБД Ассess ориентирована на работу с объектами БД, к которым относятся таблицы, запросы, формы, отчеты, страницы, макросы и модули. Таблица - основная структура, предназначенная для хранения информации в БД. По терминологии СУБД ее строки - это записи, а столбцы-поля БД. Записи идентифицируются по некоторой уникальной характеристике, включающей одно или несколько полей и называемой ключом. Cовременные СУБД позволяют хранить в таблицах данные разных типов: числа, тексты, даты, денежные значения, графические изображения, гиперссылки и др. Запрос-требование на: отбор данных, хранящихся в таблицах(на выборку);выполнение вычислений над данными (перекрестный запрос);изменения в БД(запрос на удаление, на обновление, на добавление, на создание таблицы). Форма-созданный на экране шаблон, используемый для ввода, просмотра и редактирования записей БД. Существуют простые и составные формы. Составная включает в себя другие формы. Формы могут содержать различные элементы управления: надписи, поля, списки, флажки, переключатели, кнопки, вкладки, линии, рисунки и тд. Отчет-отображение на экране или на принтере информации из БД в виде удобном для ее восприятия и анализа пользователем. В отчете можно сортировать и группировать данные, осуществлять расчеты в строках и проводить итоговые вычисления над группами строк и над всеми строками с использованием статистических функций. Отчеты также могут быть составные. Страница доступа к данным-диалоговая Web-страница, которая поддерживает динамическую связь с БД и позволяет просматривать, редактировать и вводить данные в базу, работая в окне браузера Internet Explorer 5.0. На страницах доступа к данным может размещаться форма или интерактивный отчет. Страницы, содержащие форму, позволяют вводить новые записи в базу данных, изменять значения полей в записях базы, удалять записи из базы. Страницы, содержащие отчет, дают возможность управлять составом отчета в процессе его просмотра. В интерактивном отчете имеются кнопки развертывания групп и кнопки их сворачивания, которые позволяют превратить отчет в краткую сводку или отобразить на экране интересующиеся пользователя подробности. Макрос-последовательность макрокоманд для автоматизации выполнения операций в среде Access без программирования. Модуль-программа для работы с БД, написанная на языке Visual Basic for Applications 6.0 (VBA).

46. Типы обрабатываемых данных и выражения

Создавая компьютерную БД, пользователь вводит свои данные в ее поля. При этом он должен прежде всего описать эти поля согласно требованиям Access:присвоить имена полям, указать их тип и свойства (которые позволят управлять сохранением, обработкой и отображением данных поля). Полям присваиваются имена с учетом следующих требований: имя должно содержать не более 64 символов; запрещается использование точки, восклицательного знака, апострофа, квадратных скобок и управляющих символов с кодами от 0 до 31. В поля БД можно вводить данные следующих типов:

Текстовый. В поля такого типа помещают текст или комбинацию текстовых и числовых значений. Объем текста не должен превышать 255 символов.

Поле МЕМО. Длинный текст (до 65535) символов.

Числовой. Числовые данные, используемые в математических вычислениях, за исключением денежных расчетов. Размеры числовых полей-1,2,4,8,12 байтов. Дата/время. Значения даты и время. Даты из диапазона от 100 по 9999год.Денежный.Денежные значения. Их максимальная точность составляет 15 знаков от десятичной запятой и 4 знака справа от нее. Счетчик. Уникальные последовательные с шагом 1 номера, автоматически вставляемые при вставке записи в БД. Логический. Поля, которые могут иметь только одно значение из пары значений, таких как Да/Нет, Истина/Ложь или Вкл/Выкл. Поле объекта ОLE. Объекты других приложений, которые могут быть связаны или внедрены в таблицу. Гиперссылка. В полях этого типа хранятся гиперссылки-путь к файлу на жестком диске либо адрес в сети интернет или интранет. Набор допустимых свойств для поля зависит от того, какого типа данные будут хранится в поле: Размер поля. Определяет максимальную длину текстового или числового поля. Для числового поля часто используемыми являются значения: байт-целые числа от 0 до 255;целое-целые числа от 32768 до 32767;длинное целое-целые числа от 2147483648 до 2147483647. Применяются и другие значения: одинарное с плавающей точкой, двойное с плавающей точкой, действительное. Формат поля. Определяет способ отображения текста, чисел, дат и значений времени на экране и на печати. Число десятичных знаков. Дает возможность указывать для чисел количество дробных знаков. Маска ввода. Задает маску ввода, облегчающую ввод данных в поле. Подпись. Определяет текст, который выводится в подписях полей в таблицах, запросах, формах, отчетах. Значение по умолчанию. Позволяет указать значение, автоматически вводящееся в поле при создании новой записи. Условие на значение. Определяет множество значений, которые можно вводить в поле таблицы. Сообщение об ошибке. Позволяет указать текст сообщения, выводящегося на экран при вводе недопустимого значения. Обязательное поле. Указывает, требует ли поле обязательного ввода значения. Пустые строки. Определяет, допускается ли ввод в текстовое поле пустых строк. Индексированное поле. Позволяет создать индекс для поля, ускоряющий поиск и сортировку в таблице. Сжатие Юникод для данного поля. Указывает, используется ли кодировка Unicode.

Выражения используются при выполнении многих операций(например, при определении условий в запросах).Выражение-комбинация значений и операторов, дающая определенный результат. В качестве значений в выражениях используют литералы, константы, функции и идентификаторы. Литерал-фактическое значение в виде числа, текстовой строки, даты. Константа-не изменяющееся значение(Yes,No,Null,True,0,1,2). Функция - небольшая программа, которая всегда возвращает значение, являющееся результатом расчетов или выполнения других операций. К функции обращаются по имени, за которым в круглых скобках указывают ее аргументы. Имеются и безаргументные функции, например Date(). Определено множество типов функций: статистические, математические, даты/время, текстовые, финансовые и др. Идентификатор-ссылка на значение поля, элемента управления или свойства. Например Forms![]![].DefaultValue. Символ «!» предопределяет ссылку на открытую форму, на открытый отчет или их элемент управления, а символ «.»-на свойства форм, отчетов и элементов управления. Оператор-операция над значениями. В выражениях можно встретить следующие виды: арифметические(+,-,*,/,^(возведение в степень),%);операторы сравнения(=, >, <, >=(больше или равно), <=(меньше или равно), <>(не равно); логические операторы AND(логическое умножение), OR(логическое сложение), NOT(логическое отрицание); текстовый оператор: & (слияние строковых значений). Пользователь имеет возможность создавать выражения с помощью построителя выражений или путем набора на клавиатуре. Процесс создания выражения сводится к последовательному выбору в разделе необходимых значений-констант, функций, идентификаторов,- и вставке их в поле выражения. Литералы набираются на клавиатуре.



47. Инструментальные средства для создания базы данных и ее приложений

СУБД Access имеет разнообразные инструментальные средства, дающие возможность непрофессиональным пользователям решать задачи без использования языка запросов или языка программирования VBA. Для автоматизации создания объектов БД (за исключением модулей) в Access используются специализированные средства, называемые конструкторами. Конструктор предоставляет пользователю ряд инструментальных средств, с помощью которых можно быстро и просто создавать и модифицировать объекты БД. Для конструирования макета формы, отчета, страницы используется панель элементов, появляющаяся при вызове конструктора. В Access имеется также множество мастеров, используемых для создания объектов БД и выполнения специальных операций. Мастер задает пользователю ряд вопросов и на основе его ответов строит законченный объект БД или осуществляет определенную операцию. Приложения базы данных включают такие объекты для работы как формы, отчеты, Web-страницы и прикладные программы. Формы, отчеты и страницы можно создавать с помощью средств, поставляемых в комплекте с СУБД (в СУБД имеются средства конструирования таких объектов, называемые элементами управления). Прикладные программы должны быть написаны либо на входном языке СУБД (например модули в Access), либо на одном из стандартных языков программирования и затем с помощью СУБД соединены с базой данных.



48. Технология создания базы данных: описание структуры таблиц, установка связи между таблицами, заполнение таблиц данными

Таблица - структура, предназначенная для хранения информации в базе данных. В Access можно создавать таблицу в режиме таблицы с помощью Мастера или Конструктора. Создание таблицы в режиме таблицы наиболее просто, так как от пользователя требуется присвоить полям стандартной таблицы имена полей собственной таблицы, заполнить эти поля данными и дать имя таблице. Создание таблицы с помощью Мастера сводится к созданию новой таблицы на основе образца таблицы из деловой или личной сферы. Конструктор таблиц используется для создания структуры таблицы, и при работе с ним от пользователя требуется: присвоить имена полям; указать тип данных, вводимых в поля; задать определенные свойства полям, которые позволят управлять сохранением и отображением данных поля. Имена полей могут включать любую комбинацию букв, цифр и пробелов и специальных знаков, за исключением точки, восклицательного знака, апострофа и квадратных скобок и не должны начинаться с пробела. Набор свойств зависит от того, какого типа данные будут храниться в поле. Конструктор таблиц позволяет также модифицировать структуру таблицы. Связь между таблицами используется для объединения записей таблиц при корректировке базы данных, при конструировании многотабличных запросов, форм, отчетов, страниц доступа к данным. Она устанавливается посредством связи полей, обычно имеющих одинаковые имена и типы данных в обеих таблицах. Таблица, которая связывается с другой по ключевому полю, называется главной. Таблица, с которой связывается главная таблица, называется подчиненной. Поле главной таблицы, по которому устанавливается связь, называется первичным ключом, а поле подчиненной таблицы - внешним. В Access возможно реализация трех типов связей. Связи 1:1 реализуются явно, а связь М:М возможно только с помощью третьей, связующей таблицы. В случае связи 1:1 записи с некоторым значением первичного ключа может соответствовать только одна запись с таким же значением внешнего ключа. В случае связи 1:М записи с некоторым значением первичного ключа записей может соответствовать несколько записей с таким же значением внешнего ключа. В случае связи М:М записи с некоторым значением первичного ключа может соответствовать несколько записей с таким же значением внешнего ключа, а записи с некоторым значением внешнего ключа может соответствовать несколько записей с таким же значением первичного ключа. Заполнение таблицы данными осуществляется в режиме таблицы. В этом режиме возможно также редактирование, поиск, сортировка и фильтрация данных, а также изменение вида таблицы. При создании таблицы необходимо учесть следующее. Связь 1:1 создается, когда оба связываемых поля имеют уникальные значения. Уникальные значения имеет ключевое поле и поле, для которого задано свойство «Индексированное поле» со значением Да (Совпадения не допускаются). Связь 1:М создается в том случае, когда только одно из связываемых полей является уникальным - ключевым или имеющим свойство «Индексированное поле» со значением Да (Совпадения не допускаются).

49. Корректировка базы данных (каскадные операции)

В СУБД Access при установке связи между таблицами пользователь задает требование обеспечения целостности данных и возможности каскадных операций. К каскадным операциям относятся: - каскадное обновление связанных полей. Оно означает, что изменение значения ключа в записи главной таблицы должно приводить к автоматическому изменению значений внешнего ключа в подчиненных записях; - каскадное удаление связанных записей. Оно означает, что удаление записи из главной таблицы приводит к автоматическому удалению всех связанных записей. Корректировка структуры таблицы осуществляется в режиме Конструктора таблицы. В окне Базы данных таблица открывается в данном режиме кнопкой на панели инструментов. Переход в этот режим из окна таблицы происходит по команде Вид/Конструктор или щелчком по кнопке Вид панели инструментов. В режиме Конструктора можно: переименовывать поля; изменять их тип; свойства; порядок следования; удалять поля и вставлять новые. Если изменения касаются ключевых полей, участвующих в связи, то прежде необходимо отменить эту связь в окне Схема данных. В режиме таблицы возможны следующие операции: просмотр подчиненных записей; ввод значений в поля записей таблицы и их редактирование; вставка и удаление полей и записей таблицы; переименование, изменение порядка следования и скрытие полей; поиск и замена значений полей; сортировка и фильтрация записей; проверка правописания текста; изменение вида таблицы (шрифтовое оформление, изменение высоты строк и ширины столбцов, отображение/скрытие линий сетки, выбор их цвета и вида, выбор фона, оформление таблицы(обычное, приподнятое, углубленное), цвета и вида ее границы). При выполнении данных операций осуществляется перемещение по записям с помощью кнопок перехода по записям.