- •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
Существующие СУБД поддерживают следующие
технологии (и их комбинации) разработки приложений:
•ручное кодирование программ (Clipper,
FoxPro, Paradox, …);
•создание текстов приложений с помощью генераторов (FoxАрр в FoxPro,
Personal Programmer в Paradox);
•автоматическая генерация готового
приложения методами визуального
программирования (Delphi, Access, …).
91
Ручное кодирование - текст программ приложений набирается вручную, затем - отладка.
Использование генераторов - упрощает разработку приложений, т.к. при этом можно получать программный код без ручного набора. Генераторы приложений облегчают разработку
основных элементов приложений (меню, экранных форм, запросов, …), но часто не могут полностью исключить ручное кодирование.
92
Средства визуального программирования приложений - развитие идеи использования генераторов приложений - приложение «строится» из готовых «строительных блоков» с помощью удобной интегрированной среды.
При необходимости в приложение легко вставляется программный код. Интегрированная среда предоставляет мощные средства создания, отладки и модификации приложений. Визуальное программирование позволяет быстрее создавать более надежные и эффективные приложения по сравнению с приложениями, полученными
первыми двумя способами. |
93 |
|
Виды приложений
Независимые приложения - выполняются автономно от среды СУБД (основной файл приложения – исполняемый, например, ехе-файл); создаются компиляцией исходных текстов программ, полученных: ручным набором, с помощью генератора или среды визуального программирования.
Разрабатываются средствами: FохРго, Delphi (с привлечением процессора БД Borland DataBase Engine, играющего роль ядра СУБД), … Одно из первых средств разработки таких приложений - система Clipper - «чистый компилятор»94 .
Интерпретируемые приложения - без среды СУБД не выполняются. Выполнение приложения: СУБД анализирует содержимое файлов приложения (в частном случае - текст исходной программы) и автоматически строит необходимые исполняемые машинные команды;
т.е. приложение выполняется методом интерпретации.
Режим интерпретации реализован во многих современных СУБД: Access, Visual FoxPro, Paradox, … а также в СУБД недавнего прошлого:
FoxBase, FoxPro, ...
95
Приложения с псевдокомпиляцией -
используют промежуточный вариант между компиляцией и интерпретацией — так называемую псевдокомпиляцию.
Исходная программа путем компиляции преобразуется в промежуточный код (псевдокод) и записывается на диск. В этом виде ее в некоторых системах разрешается даже редактировать, но главная цель псевдокомпиляции - преобразовать программу к
виду, ускоряющему процесс ее интерпретации.
Такой прием широко применялся в СУБД, работающих под управлением DOS. 96
используют для запрета модификации
приложения (защиты от случайного или преднамеренного повреждения работающей программы). Пример - СУБД Paradox for
Windows - разработанные экранные формы и отчеты можно преобразовывать в объекты, не поддающиеся редактированию.
Некоторые СУБД дают пользователю возможность выбора варианта разработки
приложения:
• интерпретируемый СУБД программный код;
97
• независимая программа.
Преимущества независимых приложений
•время выполнения машинной программы обычно меньше, чем при интерпретации
•более эффективны на слабых машинах
•удобны при установке систем «под ключ», когда необходимо «закрыть» приложение от доработок со стороны пользователей
98
Преимущества интерпретируемых приложений
• Легкость модификации. Если готовая программа подвергается частым изменениям, то для их внесения нужна инструментальная система (СУБД или аналогичная среда). Для интерпретируемых приложений такой инструмент всегда «рядом».
• Наличие мощных встроенных средств
контроля целостности данных и защиты от несанкционированного доступа (в системах компилирующего типа эти функции приходится программировать вручную).
99
6. Основы OLAP-технологий
OLAP (online analytical processing, аналитическая обработка в реальном времени) - технология обработки информации, включающая
составление и динамическую публикацию отчётов и документов.
В основе концепции OLAP, или оперативной аналитической обработки данных, лежит
многомерное концептуальное представление данных (Multidimensional conceptual view).
100