30. Проектирование фактографических бд. Методы проектирвоания, концептуальное, логическое, физическое проектирование.

В фактографических ИС (ФИС) регистрируются конкретное значение данных об объектах реального мира.

Фактографическая АИС, накапливающая сведения по лицам, каждому конкретному лицу в базе данных ставит в соответствие запись, состоящую из определенного набора таких реквизитов, как фамилия, имя, отчество, год рождения, место работы, образование и т. д. Комплектование информационной базы в фактографических АИС включает, как правило, обязательный процесс структуризации входной информации из документального источника. Структуризация при этом осуществляется через определение (выделение, вычленение) экземпляров информационных объектов определенного типа, информация о которых имеется в документе, и заполнение их реквизитов.

Объект – часть мира, выделяемая как единое целое в течение некоторого отрезка времени. Объекты могут быть материальными (естественные – животные минералы и созданные человеком – ВУЗ, банк аэропорт) и абстрактными (обычно создаются человеком - законы).

этапы, на которые разбивается процесс проектирования базы данных информационной системы:

Концептуальное проектирование - сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:

обследование предметной области, изучение ее информационной структуры

выявление всех фрагментов, каждый из которых харакетризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами

моделирование и интеграция всех представлений

По окончании данного этапа получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных. Часто она представляется в виде модели "сущность-связь".

Логическое проектирование - преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД-ориентированную структуру базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.

Физическое проектирование - определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.

31. Модель реляционной базы данных. Столбцы, домены и правила. Реляционные таблицы, ссылочная целостность. Реляционные представления. Хранимые процедуры. Триггеры.

В основе Реляционной МД лежит понятие ОТНОШЕНИЯ.

Реляционная база данных — это набор взаимосвязанных отношений. Каждое отношение (таблица) представляется в ЭВМ в виде файла.

Набор отношений (таблиц) может быть использован для хранения данных об объектах реального мира и моделирования связей между ними.

Таблица состоит из строк и столбцов. Каждый столбец в таблице называют АТРИБУТОМ, и ему присваивается имя. Значения в таблице выделяются из ДОМЕНА, т.е. ДОМЕН суть множество значений, которые может принимать некоторый АТРИБУТ.

Строки таблицы называют КОРТЕЖАМИ. Список имен атрибутов отношения называется СХЕМОЙ ОТНОШЕНИЯ.

  Любому отношению РМД присущи следующие свойства:

отсутствуют одинаковые строки;

порядок следования строк не существенен;

порядок следования столбцов не существенен, т.к. каждый столбец имеет уникальное имя;

все отношения должны быть нормализованы, т.е. каждый кортеж должен содержать лишь атомарные (неделимые) элементы.

Основными операциями над отношениями в реляционной БД являются следующие:

традиционные операции над множествами, такие как объединение, пересечение, разность (вычитание), декартово произведение и деление;

Основные понятия реляционных баз данных: тип данных, домен, атрибут, кортеж, отношение, первичный ключ.

Столбцы (Columns). Создание таблицы главным образом подразумевает определение столбцов таблицы. Главные атрибуты столбца включают:

• Имя столбца;

• Тип данных столбца или домен на котором он базируется;

• Может или нет поле столбца принимать значение NULL;

• Факультативно справочные ограничения целостности (referential integrity constraints).

Таблицы (Tables) Реляционные базы данных хранят все данные в таблицах. Таблица это структура, состоящая из множества неупорядоченных горизонтальных строк (rows), каждая из которых содержит одинаковое количество вертикальных столбцов (colums). Пересечение отдельной строки и столбца называеися полем (field), которое содержит специфическую информацию. Многие принципы работы реляционной базы данных взяты из определений отношений (relations) между таблицами.

Ссылочная целостность – это ограничение базы данных, гарантирующее, что ссылки между данными являются действительно правомерными и неповрежденными. Ссылочная целостность является фундаментальным принципом теории баз данных и проистекает из той идеи, что база данных должна не только сохранять данные, но и активно содействовать обеспечению их качества.

Поддержка ссылочной целостности в базе данных обеспечивает много преимуществ.

• Улучшенное качество данных. Очевидным преимуществом является поддержка качества данных, хранимых в базе данных. Ошибки могут по-прежнему существовать, но, по крайней мере, ссылки будут подлинными и неповрежденными.

• Убыстрение разработки. Ссылочная целостность объявляется. Это гораздо продуктивнее (на один или два порядка), чем написание специального программного кода.

• Меньшее число ошибок. Объявления ссылочной целостности являются гораздо более лаконичными, чем эквивалентный программный код. По существу, такие объявления приводят к повторному использованию проверенного и оттестированного кода общего назначения в сервере баз данных, а не к новой реализации одной и той же логики от случая к случаю.

• Согласованность между приложениями. Ссылочная целостность обеспечивает качество данных для нескольких прикладных программ, которые могут обращаться к базе данных.

Ссылочная целостность применима как к реляционным, так и к объектно-ориентированным (ОО) базам данных, а также к языкам программирования и моделированию.

Хранимые процедуры. Хранимые процедуры представляют собой группу команд 8^Ь, объеднненных в одив модуль. Такая группа комавд компилнруется и выполняется как еднное целое.

Триггеры. Триггерами называется специапьный класс хранимых процедур. автоматически запускаемых при добавлении, измененив или удалении данных ш таблицы.

Хранимая процедура - это набор операторов Т-SQL: который компилируется системой SQL Server в единый "план выполнения". Этот план хранится в системной таблице. Впоследствии: процедура выполняется в соответствии с сохраненным планом. Поскольку основная часть обработки запросов при этом уже была выполнена: то сохраненные процедуры выполняются почти мгновенно. : что позволяет использовать этот план повторно; системе SQL Server не требуется снова компилировать эту процедуру при каждом ее запуске.

Хранимая процедура может:

• Содержать параметры (аргументы);

• Использовать локальные переменные;

• Вызывать другие процедуры;

• Возвращать свой статус вызывающей процедуре или пакету: указывающий на успешное окончание или ошибку: и в случае ошибки на ее причину;

• Возвращать данные с помощью выходных параметров;

• Выполняться на удаленном SQL Сервере

Имеется три типа хранимых процедур:

- системные хранимые процедуры расширенные хранимые процедуры и простые определяемые пользователем хранимые процедуры. Системные хранимые процедуры предоставляет SQL Server. и они имеют префикс sp_. Они используются для управления SQL Server и вывода. на экран информации о базах данных и пользователях:

- расширенные хранимые процедуры являются динамически подключаемыми библиотеками (DLL), которые может динамически загружать и выполнять SQL Server. Обычно их пишут на С или С++, и они исполняют процедуры, внешние относительно SQL Server. Расширенные хранимые процедуры имеют префикс xp_:

-простые определяемые пользователем хранимые процедуры создаются пользователем и настраиваются для выполнения тех задач, которые требуются данному пользователю.

Хранимые процедуры позволяют исполнять несколько SQL-инструкций, кроме того, они могут ссылаться и на другие сохраненные процедуры.

Триггер - это сохраненная процедура специального вида. которая предназначена для защиты ссылочной (referential) целостности данных, т, е. для отслеживания правил и соотношений, которым должны подчиняться данные из различных таблиц, Триггер активизируется. когда пользователь добавляет или модифицирует (изменяет) данные с помощью операторов INSERT (вставитъ). DELETE (удалить) и UPDATE (обновить). Триггера могут вызывать локальные или удаленные сохраняемые процедуры или другие триггера. Глубина вложенности при вызове триггеров может достигать 16 уровней

Когда пользователь пытается, например, изменить данные в таблице, сервер автоматически запускает триггер и, только если он завершается успешно, разрешается выполнение изменений. Все производимые триггерам модификации данных рассматриваются как одна транзакция. В случае обнаружения ошибки или нарушении целостности данных происходит откат этой транзакции. Тем самым внесение изменений будет запрещено. Будут также отменены все изменения, уже сделанные триггером, Триггера особенно полезны в следующих ситуациях:

• • Триггер может «каскадно» вносить изменения во взаимосвязанные таблицы базы данных. Например, удаляющий триггер, связанный со столбцом №ЗачКнижки таблицы Студент, может также удалить соответствующе строки из таблицы Экзамен, используя значение в столбце №ЗачКнижки как уникальный ключ:

• • Триггер может запретить или "откатить" изменения данных. вызывающие нарушение ссылочной целостности. путем нейтрализации транзакции. которая вносит эта изменения. Такой триггер может запуститься, если пользователь попытается указать значение внешнего ключа, которое не совпадает с главным ключом. Например, пользователь может создать вставляющий триггер. связанный с таблицей Экзамен и откатывающий любые вставки строк. в которых значение в столбце №ЗачКнижки не совпадает ни с одним из значений в столбце Студент. №ЗачКнижки :

ИС – представляет собой систему, реализующую автоматизированный сбор, обработку, хранение и манипулирование данными и включающая технические средства обработки данных, программное обеспечение и обслуживающий персонал

Структура ИС составляет совокупность отдельных её частей называемых подсистемой

Подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку

Объект – это часть мира, выделяемая как единое целое в течение некоторого отрезка времени

Сущность – это предмет, который может быть идентифицирован некоторым способом, отличающим его от других предметов. Примерами сущности являются конкретный человек, компания или событие.

Связь – это ассоциация, устанавливаемая между сущностями. Например, отец-сын – это связь между двумя сущностями человек. Каждый столбец в таблице называют АТРИБУТОМ, и ему присваивается имя. Значения в таблице выделяются из ДОМЕНА, т.е. ДОМЕН суть множество значений, которые может принимать некоторый АТРИБУТ.

Методология проектирования предполагает наличие некоторой концепции, принципов проектирования, реализуемых набором методов, которые, в свою очередь, должны поддерживаться некоторыми средствами.

Организация проектирования предполагает определение методов взаимодействия проектировщиков между собой и с заказчиком в процессе создания проекта ИС, которые могут также поддерживаться набором специфических средств.

Бизнес-процесс – Это совокупность различных видов деятельности, в рамках которой <на входе> используются один или более видов ресурсов, и в результате этой деятельности на <выходе> создается продукт, представляющий ценность для потребителя

Входы бизнес процесса (объекты необходимые для выполнения и получения результата бизнес процесса, которые потребляются при выполнении бизнес процесса и ресурсы)

Выходы (объекты являющиеся результатом бизнес процессов и результаты выполнения БП)

Бизнес-функция – специфический тип работы (операций, действий), выполняемой над продуктами или услугами по мере их продвижения в бизнес-процессе. Как правило, бизнес-функции определяются самой организационной структурой компании. Функциональный подход в моделировании бизнес-процессов сводится к построению схемы бизнес-процесса в виде последовательности бизнес-функций, с которыми связаны материальные информационные объекты, используемые ресурсы, организационные единицы и т. п.

Бизнес-модель логически описывает каким образом организация создает, поставляет клиентам и приобретает стоимость — экономическую, социальную и другие формы стоимости. Процесс разработки бизнес-модели является частью стратегии бизнеса.

Обследование - это изучение и диагностический анализ организационной структуры предприятия, его деятельности и существующей системы обработки информации.

Техническое задание- это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления

Эскизный проект предусматривает разработку предварительных проектных решений по системе и ее частям.

Технический проект системы - это техническая документация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

Типовое проектирование ИС предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основополагающим требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множество составляющих компонентов (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т.д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения, которые настраиваются на особенности конкретного предприятия.

Прое́кт— это уникальная деятельность, предполагающая комбинированное выполнение взаимосвязанных действий для достижения определённых целей в условиях временных и ресурсных ограничений.