66. Реляционная структура данных.

Реляционная СУБД (РСУБД; иначе Система управления реляционными базами данных, СУРБД) — СУБД, управляющая реляционными базами данных.

Понятие реляционный (англ. relation — отношение) связано с разработками известного английского специалиста в области систем баз данных Эдгара Кодда (Edgar Codd).

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

каждый элемент таблицы — один элемент данных

все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)

каждый столбец имеет уникальное имя

одинаковые строки в таблице отсутствуют

порядок следования строк и столбцов может быть произвольным

Базовыми понятиями реляционных СУБД являются: атрибут, отношение, кортеж

66. Реляционная база данных. Манипулирование реляционными данными. Реляционная БД – совокупность отношений, соединяющая всю информацию, которая должна храниться в БД, однако пользователи могут воспринимать такую БД, как совокупность таблиц. Манипулирование реляционными данными

Предложив реляционную модель данных Кодд создал и инструмент для работы с отношениями – реляционную алгебру. Каждая операция этой алгебры использует одну или несколько таблиц в качестве операндов и продуцирует в результате новую таблицу.

66. Цели проектирования БД и универсальное отношение. Нормализация, функциональные и многозначные зависимости. Все БД подразделяют на 2 вида:

1. прикладные – объединяют все данные, необходимые для решения одной или нескольких задач;

2. предметные – объединяют все данные, относящиеся к одной предметной области.

Основная цель проектирования БД – сокращение избыточности хранимых данных. Отсюда следует экономия объема используемой памяти, уменьшение затрат на многократные операции, обновления избыточности копий, устранение возможностей возникновение противоречий из-за хранений в разных местах сведений об одном и том же объекте, исключение потенциальных ошибок ввода одной и той же информации в разных полях.

Нормализация, функциональные и многозначные зависимости.

Нормализация – разбиение таблиц на два и более, обладающих лучшими свойствами при включении, изменении и удалении данных. Окончательная цель получение такого проекта БД, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, то есть, исключена избыточность и противоречивость информации. Каждая таблица реляционной БД удовлетворяет условию, по которому на пересечении каждой строки и столбца всегда находится единственное атомарное значение. любая таблица, удовлетворяющая этому условию,- нормализованная

Теория нормализации основывается на наличии функциональной и многозначной зависимости между полями таблицы.

Поле В таблицы функционально зависит от поля А той же таблицы только в том случае, когда в любой заданный момент времени для каждого из различных значений поля А обязательно существует только одно из различных значений поля В. Отметим, что здесь допускается, что поля А и В могут быть составными.

Поле В находится в полной функциональной зависимости от составного поля А, если оно функционально зависит от А и не зависит функционально от любого подмножества поля А.

Поле А многозначно зависит от поля В той же таблицы, если для каждого значения поля А существует хорошо определенное множество соответствующих значений В.

66. Нормальные формы. Таблица находится в первой нормальной форме (1НФ) тогда и только тогда, когда ни одна из ее строк не содержит в любом своем поле более одного значения и ни одно из ее ключевых полей не пусто.

Таблица находится во второй нормальной форме (2НФ), если она удовлетворяет определению 1НФ и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом.

Таблица находится в третьей нормальной форме или форме Бойса-Кодда (3НФ или НФБК), если и только если любая функциональная зависимость между его полями сводится к полной функциональной зависимости от возможного ключа.

Таблица находится в пятой нормальной форме (5НФ) тогда и только тогда, когда в каждой ее полной декомпозиции все проекции содержат возможный ключ. Таблица, не имеющая ни одной полной декомпозиции, также находится в 5НФ.

Четвертая нормальная форма (4НФ) является частным случаем 5НФ, когда полная декомпозиция должна быть соединением ровно двух проекций. Весьма не просто подобрать реальную таблицу, которая находилась бы в 4НФ, но не была бы в 5НФ.

66. Процедура нормализации. Нормализация – процесс последовательной замены таблицы ее полными декомпозициями до тех пор пока все они не будут находиться в 5НФ.

Шаг 1. Определение первичного ключа таблицы

Шаг 2. Выявление полей, функционально зависящих от части

Шаг 3. Формирование новых таблиц

Шаг 4. Корректировка исходной таблицы

66. Назначение, возможности ERWin. Возможности ERwin:

Обычно разработка модели базы данных состоит из двух этапов: составление логической модели и создание на ее основе физической модели. ERwin полностью поддерживает такой процесс, он имеет два представления модели: логическое (logical) и физическое (physical). Разработчик может строить логическую модель базы данных, не задумываясь над деталями физической реализации, т.е. уделяя основное внимание требованиям к информации и бизнес-процессам, которые будет поддерживать будущая база данных. ERwin имеет удобный пользовательский интерфейс, позволяющий представить базу данных в самых различных аспектах: "хранимое представление" (storeddisplay) и "предметная область" (subjectarea).

ERwin поддерживает автоматическую генерацию спроектированной и определенной на физическом уровне структуры данных (Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase, DB2, INFORMIX, RedBrick, Teradata, PROGRESS, MicrosoftAccess, FoxPro, Clipper и др.).

ERwin имеет средство, выполняющее задачу, обратную генерации, что называется "обратная разработка" (reverseengineering). Т.е. ERwin может присоединиться к СУБД, получить всю информацию о структуре базы данных и отобразить ее в графическом интерфейсе, сохранив все сущности, связи, атрибуты и прочие свойства.

Начиная с версии 3.5 ERwin, поддерживает многомерное моделирование, которое используется при построении хранилищ данных. Производительность OLAP-приложений определяется, в основном, качеством дизайна хранилища данных, поэтому критически важно при разработке хранилища иметь инструмент, который бы поддерживал распространенные технологии. ERwin поддерживает две технологии моделирования хранилищ данных: звезда (star) и снежинка (snowflake).

72. Интерфейс ERWin. Уровни отображения модели. Имеются следующие панели инструментов:

• Standard – содержит кнопки для управления файлами (новый, открыть, сохранить), кнопки отображения сущностей (только сущности, сущности и атрибуты, сущности и их определение), кнопки управления масштабом изображения, переключатель уровней модели (логический/физический).

• Toolbox – инструментальные кнопки создания элементов модели, сущностей и связей. Набор кнопок незначительно различается для логической и физической модели. Содержит кнопки: стрелка – выбор объекта, создание независимой сущности, создание связки‑подкатегории, создание сущности-представления, создание идентифицирующей и неидентифицирующей связи «один-к-одному», создание связи «многие-ко-многим», создание связи для сущности‑представления. Сущность‑представление – это виртуальная сущность, получаемая выборкой атрибутов из существующих сущностей. В терминах баз данных соответствует запросу.

• Font&Color – управление шрифтом, начертанием и цветом различных элементов модели. Позволяет выделить цветом и шрифтом какие-либо смысловые части модели для облегчения восприятия.

• ModelMart – панель кнопок специального инструментального средства, предназначенного для связывания пакета BPWin и пакета ERWin.

• Transforms – преобразования сущностей (объединение, разделение и т.д.)

• Drawing – дополнительные рисуемые элементы (линии, прямоугольники, круги и т.д.)

• Alignment – выравнивание элементов модели

• DataBased – «прямое» и «обратное» проектирование БД и т.п.

73 .Краткие сведения и основные понятия об Microsoft Access, интерфейс Access. MS Access – это СУБД, являющаяся универсальным программным инструментом создания обслуживания БД. Позволяет не только хранить большие массивы данных в определенном формате, но и обрабатывать их, представляя в удобном виде.

Среди многочисленных средств Microsoft Access следует выделить средства для создания:

• таблиц и схем баз данных;

• запросов выборки, отбирающих и объединяющих данные нескольких таблиц в виртуальную таблицу, которая может использоваться во многих задачах приложения;

• запросов на изменение баз данных;

• экранных форм, предназначенных для ввода, просмотра и обработки данных в диалоговом режиме;

• отчетов, предназначенных для просмотра и вывода на печать данных из базы и результатов их обработки в удобном для пользователя виде.

Интерфейс Access

\Области задач Access:

• Создание файла (NewFile) позволяет, не прерывая работы, быстро создавать новые документы или открывать файлы, область задач;

• Поиск (Search) – выполнять поиск файлов, область задач;

• Буфер обмена (ClipBoard) - выбирать объекты для вставки.

Справочная система Access построена на основе HTML.

Множество мастеров Access позволяет автоматизировать процесс создания таблиц БД, форм, запросов, отчетов, анализировать таблицы БД и выполнять многие другие работы. Практически для любых работ имеется Мастер (Wizard), который поможет их выполнить. Вот перечень некоторых из них: мастер подстановок, мастер запросов, мастера по созданию форм и отчетов, мастер кнопок, мастер анализа таблиц, мастер сводных таблиц, мастер баз данных и т.д.

74. Локальные и глобальные сети. Интернет. Вычислительные сети. Вычислительная сеть ВС (network) – совокупность ЭВМ, объединенных средствами передачи данных, которые в общем случае состоят из связанных ЭВМ, каналов связи, коммунитирующих аппаратур, локальных и глобальных.

Локальная сеть ЛВС (local area network – LAN) – группа, связанных друг с другом ЭВМ, расположенных в ограниченной территории, расстояние между ЭВМ может достигать несколько километров.

Глобальные (wide area network – WAN).

АРХИТЕКТУРА

ФИЗИЧЕСКАЯ ТОПОЛОГИЯ (physical topology) – это физическая структура сети (соединение аппаратных компонентов,:

шинная топология (bus topology) в которой кабель идёт от ЭВМ к ЭВМ, связывая их в цепочку: толстая сеть (thicknet, использует толстый коаксиальный кабель в качестве магистрали, от которого отходят более тонкие кабели) и тонкая сеть (thinnet, используется более тонкий и гибкий кабель, к которому напрямую подключены рабочий станции);

Звездообразная топология (star topology): каждый сервер и рабочая станция подключаются к специальному устройству – центральному концентратору [hub], который осуществляет соединение пары узлов сети – коммутацию. Обрыв кабеля, идущего от одной рабочей станции не повлияет на работу остальных рабочих станций. Кроме того, взаимное расположение рабочих станций совершено не важно.

распределённая звездообразная топология (distributed star topology) или снежинка, при которой несколько концентраторов соединяются друг с другом.

кольцеобразная топология, при которой рабочие станции соединены в кольцо.

Логическая топология сети (logical topology) Логическая топология сети (logical topology) определяет способ, в соответствии с которым устройства сети передают информацию от одного узла к следующему. Физическая топология не имеет прямого отношения к логической.

Различают два вида логической топологии: шинную и кольцевую.

В шинной топологии процесс передачи данных происходит так: первый узел производит «оповещение» всей сети. Все остальные узлы «слушают» сеть и оставляют себе только предназначенные для них данные, а остальные игнорируют.

В кольцевой топологии данные передаются по замкнутой эстафете от одного узла к другому. Когда посланное сообщение возвращается к передающему узлу, он прекращает передачу.