- •Кафедра «Информационные технологии»
- •Лекции 8, 9
- •1. Информационные системы и базы данных: концепция интеграции данных, назначение, основные понятия
- •В широком понимании под определение ИС подпадает любая система обработки информации.
- •Иногда используется более узкая трактовка понятия ИС как совокупности аппаратно-
- •Банк данных - разновидность ИС, в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления
- •База данных (БД) - совокупность специальным образом организованных (структурированных) данных, хранимых в памяти
- •Система управления базами данных (СУБД) - комплекс языковых и программных средств,
- •Одни из первых СУБД:
- •Приложение - программа или комплекс
- •Для работы с БД часто достаточно средств СУБД и не нужно использовать приложения,
- •Словарь данных (СД) - подсистема БнД для централизованного хранения информации о структурах данных,
- •Функционально СД присутствует во всех БнД, но не всегда выполняющий эти функции компонент
- •Администратор базы данных (АБД) - лицо или группа лиц, отвечающих за выработку
- •Вычислительная система (ВС) - совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих ЭВМ или процессоров и
- •Предпосылки появления БД и СУБД
- •Преимущества нового подхода:
- •Взаимодействие программ с данными при независимой работе (слева) и при использовании СУБД (справа)
- •Упрощенная схема системы баз данных
- •Основные компоненты СУБД
- •Основные функции СУБД
- •Основные функции СУБД
- •Основные функции СУБД
- •Основные функции СУБД
- •2. Виды архитектуры ИС на основе БД. Три уровня архитектуры БД: физическая,
- •Сервер определенного ресурса в компьютерной сети - компьютер (или программа), управляющий этим ресурсом,
- •Основное преимущество организации ИС
- •Структура ИС с файл-сервером
- •В ИС архитектуры файл-сервер по запросам пользователей файлы БД передаются на ПЭВМ, где
- •Структура ИС с сервером БД
- •При клиент-серверной архитектуре сервер БД выполняет основную обработку данных. Формируемые пользователем или приложением
- •Для создания и управления ПБД и приложений, работающих с ними, используются различные СУБД:
- •Другие преимущества клиент-серверной архитектуры
- •Три уровня архитектуры БД
- •Согласно требованиям стандартной архитектуры
- •Три уровня архитектуры ANSI/SPARC
- •Детальная схема архитектуры СУБД
- •3. Классификация СУБД, функции
- •Классификация СУБД по виду программы
- •«традиционные» СУБД, сначала - для больших машин, затем - для мини-ЭВМ и ПЭВМ.
- •Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Эта группа
- •Клиентские программы для серверов БД -
- •Средства разработки программ работы с БД
- •Классификация СУБД (и БД) по модели данных
- •Представление связей между объектами в иерархической модели данных
- •Для описания структуры (схемы) иерархической БД на некотором языке программирования используется тип данных
- •Данные в иерархической БД
- •Представление связей между объектами в сетевой модели данных
- •Пример схемы сетевой БД
- •Основные компоненты реляционного отношения
- •Основные компоненты реляционного отношения
- •Элементы реляционной модели
- •Пример реляционной БД –
- •Пример реляционной БД – Часть БД о покупателях и договорах
- •Реляционные СУБД опираются на прочный теоретический фундамент. В их основе - простое представление
- •Для описания реляционного подхода используется простой и в то же время мощный математический
- •Несмотря на теоретическую проработанность, реляционные системы не сразу получили широкое распространение, их эффективная
- •3.2. Функции, выполняемые различными видами СУБД
- •Для работы с данными СУБД предоставляет программам / пользователям 2 типа языков:
- •ЯОД (DDL) и ЯМД (DML) в разных СУБД могут
- •Перечисленные выше функции СУБД, в свою
- •В разных системах может различаться:
- •Управление буферами оперативной памяти
- •Управление транзакциями
- •Управление транзакциями
- •Перевод денег с одного счета на другой в
- •Пример транзакции – более детальный
- •Контроль транзакций важен в
- •При параллельном выполнении смеси транзакций возможно возникновение
- •Ведение журнала изменений в БД
- •Обеспечение целостности и безопасности БД
- •4. Разработчики и пользователи ИС на основе СУБД
- •Принципы работы прикладных программ с БД
- •Вторая группа - конечные пользователи, работают с БД через рабочую станцию (терминал); получают
- •Третья группа - администратор данных (АД)
- •АБД – технические специалисты, реализующие
- •5. Принципы разработки и выполнения приложений при работе с БД
- •Существующие СУБД поддерживают следующие
- •Ручное кодирование - текст программ приложений набирается вручную, затем - отладка.
- •Средства визуального программирования приложений - развитие идеи использования генераторов приложений - приложение «строится»
- •Виды приложений
- •Интерпретируемые приложения - без среды СУБД не выполняются. Выполнение приложения: СУБД анализирует содержимое
- •Приложения с псевдокомпиляцией -
- •используют для запрета модификации
- •Преимущества независимых приложений
- •Преимущества интерпретируемых приложений
- •6. Основы OLAP-технологий
- •Термин OLAP - Кодд (E. F. Codd), 1993 г. Главная идея OLAP -
- •OLAP используется аналитиками для быстрой обработки сложных запросов к БД. Служит для подготовки
- •Действие OLAP. OLTP и OLAP
- •Термин OLTP применяют также к системам (приложениям). OLTP-системы предназначены для ввода, структурированного хранения
- •OLTP-системы проектируются, настраиваются и оптимизируются для выполнения максимального количества транзакций за
- •«Недостаток» OLTP – относительно медленное выполнение сложных многотабличных запросов
- •Реляционное и многомерное представление
- •Примеры трехмерных моделей
- •Примеры бизнес-приложений Data Mining
- •SSIS
- •SQL Server 2005: Analysis
- •SQL Server 2005: Data Mining
- •SQL Server 2005: Значение Data Mining
- •SQL Server 2005: Data Mining
Кафедра «Информационные технологии»
Введение в специальность
Курс лекций по дисциплине
«Введение в специальность»
для специальности направления 1-40 01 02 01 «Информационные системы и
технологии (в проектировании и производстве)»
Автор-составитель
Е.Г. Стародубцев, доцент, канд. физ.-мат. наук
Лекции 8, 9
Технологии обработки и хранения информации
Технологические операции обработки информации
Централизованная и децентрализованная обработка
Базы данных
Модели данных и СУБД
Реляционные языки
Распределенные средства обработки информации
2
1. Информационные системы и базы данных: концепция интеграции данных, назначение, основные понятия
1.1.Основные понятия
Воснове решения многих задач - обработка информации, для которой создаются
информационные системы (ИС).
Автоматизированными называют ИС, использующие технические средства, в частности, ЭВМ. Большинство существующих ИС являются автоматизированными ИС (АИС), поэтому для краткости будем называть их ИС.
3
В широком понимании под определение ИС подпадает любая система обработки информации.
По области применения ИС можно разделить на системы, используемые в производстве, образовании, здравоохранении, науке,
социальной сфере, торговле и других отраслях.
По целевой функции ИС можно условно разделить на следующие основные категории:
управляющие,
информационно-справочные,
поддержки принятия решений.
4
Иногда используется более узкая трактовка понятия ИС как совокупности аппаратно-
программных средств, задействованных для
решения некоторой прикладной задачи.
В организации могут существовать ИС для решения разных задач: учета кадров и материально-технических средств, расчета с поставщиками и заказчиками, бухгалтерского учета и т. п.
5
Банк данных - разновидность ИС, в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления обрабатываемой информации, организованной в одну или несколько баз данных.
Банк данных (БнД) в общем случае состоит из следующих компонентов:
•одной или нескольких баз данных (БД);
•системы управления базами данных (СУБД);
•словаря данных (СД);
•администратора;
•вычислительной системы;
• обслуживающего персонала. 6
База данных (БД) - совокупность специальным образом организованных (структурированных) данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и
их взаимосвязей в рассматриваемой области (предметной области).
Логическую структуру хранимых в базе данных называют моделью представления данных.
Основные модели представления данных (модели данных): иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, многомерная, объектно-ориентированная.
7
Система управления базами данных (СУБД) - комплекс языковых и программных средств,
предназначенный для создания, ведения и
совместного использования БД многими
пользователями.
Обычно СУБД различают по используемой модели данных. СУБД, основанные на
реляционной модели данных (данная модель является наиболее распространенной в настоящий момент), называют реляционными СУБД.
8
Одни из первых СУБД:
•IMS (IBM, 1968 г.)
•IDMS (Cullinet, 1971 г.)
•ADABAS (Software AG, 1969 г.)
•ИНЭС (ВНИИСИ АН СССР, 1976 г.)
Количество современных коммерческих (реализуемых на рынке программного обеспечения) СУБД исчисляется тысячами.
9
Приложение - программа или комплекс
программ, обеспечивающих автоматизацию
обработки информации для прикладной
задачи.
Многие приложения используют БД. Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД — с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД, например, Delphi или C++ Builder.
Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД, —
внешними приложениями.
10