Системы управления базами данных и базами знаний
База данных как организованная структура, предназначенная для хранения информации, автоматизации процессов ее упорядочения, поиска и обработки. Функции системы управления базами данных и базами знаний. Использование методов искусственного интеллекта.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.07.2011 |
| Размер файла | 35,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Системы управления базами данных
- 1.1 Базы данных и СУБД
- 1.2 Краткий обзор СУБД
- 2. Базы знаний
- Список используемой литературы
Введение
Увеличение информационного потока планомерно пронизывает всю историю развития социума. Однако начало информационного бума, следует связывать со 2-ой половиной XX века, когда накопился достаточно настолько большой багаж разнородной информации, что в ней стало тяжело ориентироваться. Именно поэтому на 60-70 годы XX века приходится большое количество теоретических разработок по базам данныхСоветов Б.Я. Базы данных: теория и практика: Учебник для ВУЗов / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский, В.Д. Чертовской. - М.: Высшая школа, 2005. - С. 6. .
Предшественниками компьютерных баз данных являются таблицы, каталоги, телефонные книги, календари, карты, атласы и многие другие виды справочных изданий и документов.
База данных (БД) - организованная структура, предназначенная для хранения информации. Базы данных были призваны автоматизировать процессы упорядочения накопившейся информации, ее дальнейшего поиска и обработки.
Вот как характеризуется рассматриваемое понятие в "Словаре по Кибернетике" под редакцией В.С. Михалевича (1989): Словарь по кибернетике / Под ред. академика В.С. Михалевича. - К: Советская Энциклопедии имени, 1989. - С. 259
"База данных (от греческого: основание) - именованная совокупность данных, отображающих состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Организуется так, что данные собираются однажды и централизованно хранятся (и модифицируются) в виде, доступном всем специалистам или системам программирования, которые могут их использовать".
Особенности организации данных в Базе данных обеспечивают использование одних и тех же данных в различных приложениях, позволяют решать различные задачи планирования, исследования и управления.
Базы данных сводят к минимуму дублирование данных, прибегая к дублированию только для ускорения доступа к данным или для обеспечения восстановления базы данных при ее разрушении.
1. Системы управления базами данных
1.1 Базы данных и СУБД
В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация, и методы (т.е. программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или другими программно-аппаратными комплексами.
Функционирование Базы данных обеспечивается совокупностью языковых и программных средств, называемых системой управления базами данных.
Система управления базами данных (СУБД) - это комплекс программных и лингвистических средств общего или специального назначения, реализующий поддержку создания баз данных, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого, визуализации информации и организации доступа к ним различных пользователей (прикладными программами) в условиях принятой технологии обработки данных (рис.1).
Рисунок 1 - Обеспечение независимости прикладных программ и базы данных
Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.
Существует много систем управления базами данных. Они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю разные функции и средства. СУБД характеризуется используемой моделью, средствами администрирования и разработки прикладных процессов.
Большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.
СУБД обеспечивают:
определение данных, подлежащих хранению в Базе данных (определение логических свойств данных, соответствующих представлениям пользователя и называемых структурами данных в Базе данных, а так же физическая организация хранения данных, называемая структурами хранения Базы данных);
первоначальную загрузку данных в Базу данных - так называемое создание Базы данных;
обновление данных;
доступ к данным по различным запросам пользователя, отбор и извлечение некоторой части Базы данных, редактирование извлеченных данных и выдачу их пользователю;
Перечисленные действия принято называть процессом получения справок из Базы данных.
Специальные средства СУБД обеспечивают секретность данных, то есть защиту данных от неправомочного воздействия, и целостность данных - защиту от непредсказуемого взаимодействия конкурентных процессов, приводящих к случайному или преднамеренному разрушению данных, а также от отказов оборудования.
Перечислим основные функции системы управления базами данных. Дейт К. Дж Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт: - К.: Диалектика, 1998. - С. 84.
1. Определение структуры создаваемой базы данных, ее инициализация и проведение начальной загрузки. Как правило, создание структуры базы данных происходит в режиме диалога. СУБД последовательно запрашивает у пользователя необходимые данные. В большинстве современных СУБД база данных представляется в виде совокупности таблиц. Рассматриваемая функция позволяет описать и создать в памяти структуру таблицы, провести начальную загрузку данных в таблицы.
2. Предоставление пользователям возможности манипулирования данными (выборка необходимых данных, выполнение вычислений, разработка интерфейса ввода/вывода, визуализация). Такие возможности в СУБД представляются либо на основе использования специального языка программирования, входящего в состав СУБД, либо с помощью графического интерфейса.
Для клиент-серверных СУБД существуют средства, позволяющие выполнять запросы, и программные средства, позволяющие создавать графический интерфейс пользователя.
3. Обеспечение независимости прикладных программ и данных (логической и физической независимости).
Важнейшим свойством СУБД является возможность поддерживать два независимых взгляда на базу данных - "взгляд пользователя", воплощаемый в логическом представлении данных, и его отражения в прикладных программах; и "взгляд системы" - физическое представление данных в памяти ЭВМ.
Обеспечение логической независимости данных предоставляет возможность изменения (в определенных пределах) логического представления базы данных без необходимости изменения физических структур хранения данных. Таким образом, изменение логического представления данных в прикладных программах не приводит к изменению структур хранения данных. Обеспечение физической независимости данных предоставляет возможность изменять (в определенных пределах) способы организации базы данных в памяти ЭВМ не вызывая необходимости изменения "логического" представления данных. Таким образом, изменение способов организации базы данных не приводит к изменению прикладных программ.
Важным аспектом Базы данных, обусловливающим спектр возможных использований, является допустимый в ней класс структур данных, задаваемых определением типов используемых структур и способами композиции структур. Для большинства современных СУБД можно выделить ряд базовых или порождающих типов структур, из которых по определенным правилам композиции могут конструироваться остальные используемые в базе данных структуры.
Определение структуры данных называется схемой Базы данных. Схема составляется на языке определения данных и обычно соотносит данным имена и свойства, устанавливает отношения между ними и др.
Обработка данных, извлекаемых по запросам пользователей, обычно производится с помощью языков программирования. Чаще всего это КОБОЛ, Fox, SQL и так далее. Взаимодействие языка программирования с Базой данных осуществляется с помощью специально включаемых в него средств, называемых языками манипулирования данными, позволяющих обращаться к Базе данных в терминах используемого языка. Многие Базы данных допускают взаимодействие с прикладными программами, написанными на одном из множества допустимых языков программирования.
Причем, каждая область использования Базы данных устанавливает так называемую подсхему данных - определение используемой части Базы данных с точки зрения использующего её приложения.
Современные идеи в построении Базы данных сконцентрированы в трех наиболее известных моделях данных - модели данных иерархической, модели данных реляционной и модели данных сетевой.
1.2 Краткий обзор СУБД
Многие авторы классифицируют СУБД на две большие категории: так называемые "настольные" и "серверные".
база система управление информация
Настольные СУБД используются для сравнительно небольших задач (небольшой объем обрабатываемых данных, малое количество пользователей). С учетом этого, указанные СУБД имеют относительно упрощенную архитектуру, в частности, функционируют в режиме файл-сервер, поддерживают не все возможные функции СУБД (например, не ведется журнал транзакций, отсутствует возможность автоматического восстановления базы данных после сбоев и т.п.). Тем не менее, такие системы имеют достаточно обширную область применения. Прежде всего, это государственные (муниципальные) учреждения, сфера образования, сфера обслуживания, малый и средний бизнес.
Специфика возникающих там задач заключается в том, что объемы данных не являются катастрофически большими, частота обновлений не бывает слишком высокой, организация территориально обычно расположена в одном небольшом здании, количество пользователей колеблется от одного до 10-15 человек. В подобных условиях использование настольных СУБД для управления информационными системами является вполне оправданным, и они с успехом применяются.
Одними из первых СУБД были так называемые dBase-совместимые программные системы, разработанные разными фирмами. Первой широко распространенной системой такого рода была система dBase III - PLUS (фирма Achton-Tate).
Развитый язык программирования, удобный интерфейс, доступный для массового пользователя, способствовали широкому распространению системы. В то же время работа системы в режиме интерпретации обусловливала низкую производительность на стадии выполнения. Это привело к появлению новых систем-компиляторов, близких к системе dBase III - PLUS: Clipper (фирма Nantucket Inc.), FoxPro (фирма Fox Software), FoxBase+ (фирма Fox Software), Visual FoxPro (фирма Microsoft). Одно время достаточно широко использовалась СУБД PARADOX (фирма Borland International).
В последние годы очень широкое распространение получила система управления базами данных Microsoft Access, которая входит в целый ряд версий пакета Microsoft Office (фирма Microsoft).
Серверные СУБД. Для крупных организаций ситуация принципиально меняется. Там использование файл-серверных технологий является неудовлетворительным по описанным выше причинам. Поэтому на передний край борьбы за автоматизацию выходят так называемые серверные СУБД. Основными производителями таких систем обработки и хранения данных являются 3 корпорации: Oracle, Microsoft и IBM.
Наиболее распространенными клиент-серверными системами здесь соответственно являются системы Oracle (разработчик компания Oracle), MS SQL Server (разработчик компания Microsoft), DB2, Informix Dynamic Server (компания IBM).
Итак, мы рассмотрели различные архитектурные решения, используемые при реализации многопользовательских СУБД. Централизованная архитектура. Технология с сетью и файловым сервером (архитектура "файл-сервер"). Архитектура "клиент - сервер" (распределенная модель вычислений). Трехзвенная (многозвенная) архитектура клиент - сервер. Дан обзор современных СУБД (настольные СУБД, серверные СУБД).
2. Базы знаний
По мере развития исследований в области ИС возникла концепция знаний, которые объединили в себе многие черты процедурной и декларативной информации. В первую очередь под разработанными инструментами необходимо понимать базы знаний и основанные на них экспертные системы. Особенно важно решение проблем управления информационными потоками в образовательной среде, а, следовательно, необходимо развивать применение баз знаний, а затем и надстроенных над ними экспертных систем в обучении. Компьютер обретает разум / Под ред.В.Л. Стефанюка. - М.: Мир, 1990. - С. 10
База знаний - совокупность систематизированных основополагающих сведений, относящихся к определенной области знания, хранящихся а памяти ЭВМ, объем которых необходим и достаточен для решения заданного круга теоретических или практических задач.
База знаний является содержательной частью так называемого банка знаний, который следует рассматривать как хранилище знаний, представляющее собой в совокупности и сами знания и средства, с помощью которых осуществляется их накопление, сбережение, обновление и использование, а также средства управления всеми этими процессами.
В системе управления Базами знаний используются методы искусственного интеллекта, специальные языки описания знаний, интеллектуальный интерфейс. Пройдаков Э.М. Англо-русский толковый словарь по вычислительной технике, Интернету и программированию / Э.М. Пройдаков, Л.А. Теплицкий. - М.: Русская редакция, 2004. - С. 357.
Прежде всего возникает вопрос о различии баз знаний и баз данных, а также о целесообразности применении БЗ.
Базы данных удовлетворяют лишь потребность в сборе достаточно разрозненных данных, их некоторой структуризации, хранении и поиске. В результате создания подобных баз, получаются более крупные, но все еще разрозненные информационные модули, так как ни перед одной БД не стоит задача описать предметную область наиболее полно.
Целью создания баз данных, как разновидности информационной технологии и формы хранения данных, является построение системы данных, не зависящих от принятых алгоритмов (программного обеспечения), применяемых технических средств и физического расположения данных в компьютере; обеспечивающих непротиворечивую и относительно целостную информацию при не регламентируемых запросах. При этом БД предполагает многоцелевое ее использование (несколько пользователей, множество форм документов и запросов одного пользователя). Советов Б.Я. Базы данных: теория и практика: Учебник для ВУЗов / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский, В.Д. Чертовской. - М.: Высшая школа, 2005. - С. 32.
Базу знаний (БЗ) можно представить, как совокупность знаний, метазнаний, связанных определенной структурой. В отличие от БД, БЗ характеризуется стремлением к завершенности, то есть наиболее полному и всестороннему описанию предметной области.
Если абстрагироваться от технологических особенностей, понятие "база знаний" является эволюционным развитием понятия "база данных", которое благодаря ряду нововведений приобретает совершенно иную функциональность. Тем более, что для выполнения функций одной единственной базы знаний, характеризующей какую-либо предметную область, в зависимости от необходимости, может использоваться информация огромного количества баз данных (необходимого для всестороннего описания изучаемой предметной области).
База знаний может выступить в роли посредника (промежуточного звена) образовательной системы (например, между преподавателем и студентами или между преподавателями), в том числе и в глобальном плане. В конечном итоге, используя возможности глобальных сетей, можно говорить о создании супербаз знаний (глобальных баз знаний), объединяющих опыт многих ученых и экспертов в определенной области. Подобные эксперименты уже сегодня имеют место. В качестве одного из примеров можно привести проект Connexions, начатый в 2000 году на базу Университета Райса (Rice University). Идея проекта состоит в создании единого репозитария знаний из отдельных модулей, собираемых на базе Университета. Далее из них, как из кирпичиков собираются готовые учебные курсы. Щуров И. Образование будущего: в ожидании революции / И. Щуров // Компьютерра. - 2005. - №43 (615). - С. 72.
Таким планомерным образом, набирается определенная база знаний по разнородным направлениям, а также отслеживаются всевозможные взаимосвязи между этими направлениями. В дальнейшем, при достижении определенной минимальной избыточности, которая позволит использовать эти данные в одном или более приложений, на ее основе можно создать обучающую систему или различные обучающие системы, в том числе и с применением средств искусственного интеллекта. Подводя итог, можно отметить, что на сегодняшний день, имеется достаточно мощный инструмент интеллектуального характера, применение которого в образовательных целях может качественно повысить уровень работы с информацией и позитивно повлиять на отношения в образовательной среде. Согласно японскому проекту Базы знаний ЭВМ 5-ого поколения будут содержать лингвистические знания для поддержания интеллектуального общения пользователей с ЭВМ, знания из той предметной области, к которой относится круг решаемых машиной задач, и знания, обеспечивающие функционирование самой машины. При полной реализации заложенной в проекте идеи Базы знаний ЭВМ 5-ого поколения смогут понимать описание задачи на естественном языке, представлять это описание в виде модели и синтезировать соответствующую ей программу. Общаться с ЭВМ можно будет голосом на естественном языке, а также с помощью текстовых, графических и других видов изображений, которыми пользуются люди.
Список используемой литературы
1. Дейт К. Дж Введение в системы баз данных / Дейт К. Дж: - К.: Диалектика, 1998. - 84 с
2. Информатика: Учебник / Под ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 1997. - 768 с.
3. Компьютер обретает разум / Под ред. В.Л. Стефанюка. - М.: Мир, 1990. - 240 с.
4. Крёнке Д Теория и практика построения баз данных / Д. Крёнке. - СПб.: Питер, 2003. - С.80.
5. Пройдаков Э.М. Англо-русский толковый словарь по вычислительной технике, Интернету и программированию / Э.М. Пройдаков, Л.А. Теплицкий. - М.: Русская редакция, 2004. - 854 с.
6. Словарь по кибернетике / Под ред. академика В.С. Михалевича. - К: Советская Энциклопедии имени, 1989. - С.259
7. Советов Б.Я. Базы данных: теория и практика: Учебник / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский, В.Д. Чертовской. - М.: Высшая школа, 2005. - 463 с
8. Шумаков П.В. Delphi 5. Руководство разработчика баз данных / П.В. Шумаков, В.В. Фараонов. - М.: Нолидж, 2000. - 640 с.
9. Щуров И. Образование будущего: в ожидании революции / И. Щуров // Компьютерра. - 2005. - №43 (615). - С.72.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особенности управления информацией в экономике. Понятие и функции системы управления базами данных, использование стандартного реляционного языка запросов. Средства организации баз данных и работа с ними. Системы управления базами данных в экономике.
контрольная работа [19,9 K], добавлен 16.11.2010Система управления базами данных как составная часть автоматизированного банка данных. Структура и функции системы управления базами данных. Классификация СУБД по способу доступа к базе данных. Язык SQL в системах управления базами данных, СУБД Microsoft.
реферат [46,4 K], добавлен 01.11.2009Классификации баз данных по характеру сберегаемой информации, способу хранения данных и структуре их организации. Современные системы управления базами данных и программы для их создания: Microsoft Office Access, Cronos Plus, Base Editor, My SQL.
презентация [244,3 K], добавлен 03.06.2014Алгоритмы обработки массивов данных. Система управления базами данных. Реляционная модель данных. Представление информации в виде таблицы. Система управления базами данных реляционного типа. Графический многооконный интерфейс.
контрольная работа [2,8 M], добавлен 07.01.2007База данных как компьютеризованная система, предназначенная для хранения информации и предоставления ее по требованию. Рассмотрение основных особенностей и этапов разработки системы управления базами данных "Учет кадров педагогических работников".
курсовая работа [2,5 M], добавлен 05.05.2015Основные классифицирующие признаки системы управления базами данных. Модель данных, вид программы и характер ее использования. Средства программирования для профессиональных разработчиков. Организация центров обработки данных в компьютерных сетях.
презентация [6,8 K], добавлен 14.10.2013Хранение и обработка данных. Компоненты системы баз данных. Физическая структура данных. Создание таблиц в MS Access. Загрузка данных, запросы к базе данных. Разработка информационной системы с применением системы управления базами данных MS Access.
курсовая работа [694,0 K], добавлен 17.12.2016История создания, понятие, типы и функции системы управления базами данных. Изучение технологии копирования данных средствами устройства их хранения. Процесс разработки алгоритма и программы для нахождения максимального элемента массива А в массиве В.
отчет по практике [360,4 K], добавлен 08.02.2014Основные функции системы управления базами данных. Комплекс программных и лингвистических средств общего или специального назначения. Условия принятой технологии обработки данных. Управление буферами оперативной памяти. Журнализация и её значение.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.01.2012Устройства внешней памяти. Система управления базами данных. Создание, ведение и совместное использование баз данных многими пользователями. Понятие системы программирования. Страницы доступа к данным. Макросы и модули. Монопольный режим работы.
реферат [27,5 K], добавлен 10.01.2011
