Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
docx

Студенческий документ № 020380 из ГЭИ

1. Этапы проектирования Информационных систем

-предметная область (ПО)- часть реального мира, данные о которой мы находим в базе данных. бесконечна. содержит как важные так и не значащие данные. Важность зависит от выбора предметной области и требований пользователей.

-модель предметной области - знания о функционировании предметной области. Эти знания могут быть выражены как в виде текстовых описаний, так и в виде графических нотаций. Мпо описывает скорее процессы, происходящие в предметной области и данные, используемые этими процессами.

-логическая модель данных. - описывает понятия предметной области, их взаимосвязь, а также ограничения на данные, налагаемые предметной областью.

понятия- сотрудник, одтел, проект, зарплата.

взаимосвязь - сотрудник числится ровно в одном отделе.

ограничение- возраст сотрудника не менее 16 лет.

основным средством разработки логической модели явл различные варианты ER-диаграмм(сущность-связь).

прямоугольники - сущности, линии - связи между сущностями. аттрибуты - свойства внутри прямоугольников.

-Физическая модель данных. - описывает данные средствами конкретной СУБД.

Общепринято, что физ. модель создается средствами реляционной СУБД (все данные представляются в виде таблиц и связей). Строится на основе логической модели:

лог.-я модель физ. модель

сущность - таблица

атрибуты - поле, столбец

ограничение - триггер

перв. ключ - индекс

внешн. ключ - индекс

алтернат. кл. - индекс

домен - тип данных.

-База данных и приложения по обработке данных.

-тестирование и внедрение.

2) Понятие СУБД, DDL, DML, DCL

СУБД - комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, их поддержания в актуальном состоянии и организации в них поиска необходимой информации.

языковые средства СУБД:

DDL - data definition langeage, или язык описания данных. Содержит набор операторов, при помощи которых производится описание данных.

CREATE TABLE, ALTER TABLE (добавление, изменение)

DML - data manipulating langeage, или язык манипулирования данными данных. Содержит набор операторов, при помощи которых производится ввод, обновление, удаление и выборка данных.

SELECT, UPDATE, INSERT, DELETE (выбор, обновление, изменение, удаление)

DCL - data control langeage, или язык контролирования даннх. Содержит набор операторов, при помощи которых регламентирующих доступ к данным и привилегии пользователя

GRANT, REVOKE (наделение, лишение)

3) Тип и класс сущности в нотации Чена.

сущность - к.л. объект идентифицируемый в предметной области, информация о котором должна хранится в бд. - на ER диаграмме - в виде прямоугольника с острыми или скругленными углами.

экземпляр сущности - конкретный представитель из класса сущности

Тип (класс) сущности - совокупность экземпляров, которые описываются структурой (набором атрибутов)

4. Тип и клас атрибута в нотации Чена

атрибут - свойства которые описывают характеристики сущности. (нр: Фамилия, имя, телефон..)

тип (класс) атрибута - описывает имя атрибута и его смысловую нагрузку.

объект (экземпляр) атрибута - конкретное значение атрибута, соотносимое с конкретным экземпляром сущности.

Н-р: Цвет явл типом атрибута, который отображает определенное свойство сущности, а "зеленый", "красный" - экземпляры данного атрибута.

5. Составные и множественные атрибуты.

Составной атрибут - состоящий из набора других атрибутов. н-р: адрес, состоящий из улицы, города, индекса..

множественный - такой атрибут, который для одного и того же экземпляра сущности может принимать множество значений. н-р: номер телефона.

ключ - (первичный атрибут) набор атрибутов, значение которых уникальным образом определяют каждый экземпляр сущности.

Свойства ключа:

-должен быть уникальным, два экземпляра не могут иметь одинаковые значения ключа.

-не избыточность(только для составных частей)

-минимальностью

ключ является не избыточным, если при вычеркивании из составного ключа любого атрибута, нельзя идентифицировать экземпляр сущности.

Если атрибут может принимать нулевое значение, то он называется опциональным.

6. Числовые характеристики связей. Типы бинарных связей.

Связи - ассоциации между экземплярами сущностей.

|сущность1|----имя_связи----|сущность2|

характеристики:

1)Степень связи - количество типов сущности участвующие в связи.

2) кардинальность(мощность) связи - максимально допустимое количество экземпляров сущности.

Степени со степенью:

-1-рекурсивные

-2-бинарные

-3-тринарные итд..

типы бинарных связей:

1)один к одному. А----1:1----В. одному экземпляру сущности А соответствует 0 или 1 В, и наоборот.

2)один ко многим. А----1:N----В. одному экземпляру сущности А соответствует N экземпляров сущности В, а каждый экземпляр сущности В соответствует 0,1 экземпляру А.

3)многие к одному А----N:1----В. многим экземплярам сущности А соответствует один экземпляр В.

4)многие ко многим А----N:N----В. многим экземплярам сущности А, соответствует много экземпляров сущности В.

Если сущность обязана участвовать в связи, на линию связи помещают вертикальную черту. Если сущность может участвовать в связи, но не обязана, то на линию связи помещают овал.

н-р: А-|---_---0-В

А должна быть связана хотя бы с одной сущностью В, но В не обязана быть связанной с А

7. Домены. Типы ограничений домена. Связь домена и атрибута.

Домен - это именованное множество значений для какого либо атрибута.

Домен имеет имя и набор значений (экземпляры). Экземпляры уникальны.

Домены на IDFEF диаграмме не отображаются.

Экземпляры должны формироваться т.о. чтобы они были уникальны.

На домен могут накладываться правила ограничивающее набор экземпляров.

Типы ограничений домена:

1) Перечисление - оговаривает весь набор экземпляров путем их явного перечисления.

2) диапазон - задает нижнюю и верхнюю границу за которую не должны выходить экземпляры.

Атрибут принимает значения из домена и наследует его свойства.

Типизированный домен - домен на который наложено ограничение и который является подтипом базового.

Базовый -состоит из 3 типов данных:

-логический

-символьный

-числовой.

State_code{RU,D,GB,KZ,UA} - Имя_домена{экземпляры}

8. Семантика и синтаксис сущности в IDEF1x.

Сущность - набор реальных или абстрактных вещей (событий), которые имеют одни и те же характеристики.

Тип сущности описывается структурой и представляет собой набор материальных или абстрактных вещей

Экземпляр - конкретный представитель из этого набора.

Сущности определяют роль которую выполняет объект в данной области.

Сущности подразделяются на идентификационно-зависимые и идентификационно-независимые.

Обозначаются прямоугольником с закругленными углами, и с острыми углами соответственно.

Каждая сущность обязана иметь первичный ключ.

Дочерняя сущность, уникальность которой зависит от атрибута внешнего ключа, называется зависимой сущностью

9. Семантика и синтакис атрибута IDEF1x

Атрибуты - поименованная характеристика сущности, его свойство или особенность, которое ассоциируется с набором реальных или абстрактных вещей.

Экземпляр атрибута - специфическое свойство отдельного члена такого набора.

Экземпляр сущности имеет единственное специфичное значение для каждого атрибута.

Атрибут определяется уникальным именем его основного домена. Имя - слово существительное в единственном числе должно быть значимым и согласованным во всей модели.

синтаксис:

атрибуты изображаются путем приведения списка всех их имен внутри прямоугольника для ассоциированной сущности. атрибуты первичного ключа должны быть помещены вверх списка и отделены от других атрибутов линией.

Бывают ключевые и не ключевые.

Каждый атрибут принадлежит одной сущности, либо может мигрировать через связь.

Мигрирующие атрибуты отмечаются спецификатором Fk.

Атрибут имеющий нулевое значение - опциональный

Правила атрибутов:

1) уникальное имя, единственный смысл

2) сущность может иметь любое количество атрибутов на KB и FA уровнях, каждый атрибут принадлежит только одной сущности ( правило Single onn er)

3) ни один экземпляр сущности не может иметь более одного значения для ассоциированного атрибута (правило no repeat)

4) Каждый экземпляр сущности должен иметь значения для каждого атрибута входящего в первичный ключ.

10. Потенциальные, первичные, альтернативные ключи.

ключ - (первичный атрибут) набор атрибутов, значение которых уникальным образом определяют каждый экземпляр сущности.

Потенциальный - атрибут или набор атрибутов которые обладают свойствами уникальности и не избыточности.

Первичный (Pk) выбирают из всего набора потенциальных ключей исходя из условий:

1)неизменность в течении времени. 2) первый ключ должен иметь специфицированное значение. 3) быть максимально коротким..

Альтернативный (Ak) - оставшиеся после из потенциальных после выбора первичного. Не учувствуют в связях а используются для поиска экземпляров соответствующих сущности.

Внешний (Fk) - ключ который мигрировал из одной в другую.

11. Специфика кардинальности в IDEF1x со стороны предка и со стороны потомка.

Кардинальность - количество экземпляров потомка, соответствующая 1 экземпляру предка.

С точки зрения предка может быть специф. след. кардинальности соединения:

________. 0, или более

________. p 1 или более

________. z 0 или 1

________. n в точности n

________. n m в количестве от n до m.

12. Неидентифицирующие соединения. Миграция атрибутов.

Неидентифицирующие соединения - соединения, первичный ключ предка которой не мигрирует в первый ключ потомка.

Отображаются пунктирной линией между объектами.

-Обязательные - одному экземпляру потомка в точности соответствует экземпляр предка (на стороне сущности, которая является потомком в этой связи проставляется точка).

(Н-р: Если есть человек у него должен быть паспорт.

-Необязательные - одному экземпляру потомка соответствует 0 или 1 экземпляр предка. (на стороне предка ставится пустой ромбик)

Н-р: У человека есть автомобиль

Миграция ключей

|__E1__| |__E2__|

|__Pk1_| |__Pk2_|

| Atr1 |-------.| Pk1 | (Fk)

|_Atr2 _| |_Atr1 _|

Атрибуты первичного ключа сущности предка, через линию связи мигрируют в область не ключевых атрибутов потомка и появляется спецификатор Fk.

Мигрируют только ключевые ключи предка, не ключевые не участвуют.

Сущности предок и потомок имеют свои собственные Pk, независящие друг от друга.

13. Идентифицирующее соединение. Миграция атрибутов.

Сущность-потомок такой связи всегда будет зависимой.

Ключевой атрибут сущности предка мигрирует в область ключевых атрибутов сущности потомка.

Миграция ключей

|__E1__| |__E2__|

|__Pk1_| | Pk2 |

| Atr1 |------.|__Pk1_|(Fk)

|_Atr2 _| |_Atr1 _|

Обозначаются сплошной линией между сущностями.

Pk2 - собственный атрибут сущности E2 входящий в первичный ключ - его наличие необязательно.

Одному экземпляру потомка всегда соответствует единственный экземпляр предка.

14. Теоретико-множественные операции реляционной алгебры. Привести диаграммы Эйлера-Венна для операций.

Реляционная алгебра - базовое средство манипулирования данными.

Существует 2 класса:

1)теоретико-множественный. - объединение; - разность; -пересечение; -декартово произведение.

2)специальный. - выборка; - соединение; - проекция.

Основные элементы реляционной алгебры - кортежи.

Объединение. R1 U R2. Результат операции объединение - отношение состоящее из кортежей входящих в R1 и R2.

(операнды должны иметь одинаковые заголовки)

Врач1 Врач2

| Фамилия | специализация | стаж | | Фамилия | специализация | стаж |

| Петров |хирург |20 | | зубов | терапевт | 5 |

| Иванов | дантист | 10 | | Петров | хирург | 20 |

Врач1 U Врач2

| Фамилия | специализация | стаж |

| Петров |хирург |20 |

| Иванов | дантист | 10 |

| зубов | терапевт | 5 |

Пересечение. Результатом являются кортежи общие для R1 и R2. Операнды должны иметь одинаковые заголовки.

Разность. Операция не коммутативная. Результатом будут кортежи не входящие в R2

Декартово произведение. Каждая строка - попарная конкатенация всех категорий исходных отношений. Исходные отношения должны иметь различные заголовки.

15. Специальные операции реляционной алгебры.

Реляционная алгебра - базовое средство манипулирования данными.

Существует 2 класса:

1)теоретико-множественный. - объединение; - разность; -пересечение; -декартово произведение.

2)специальный. - выборка; - соединение; - проекция.

Основные элементы реляционной алгебры - кортежи.

Проекция.- С помощью этой операции из отношения выделяются необходимые столбцы. Врач[фамилия, стаж]

Выборка. - позволяет выбирать строки удовлетворяющие заданному условию. Обычно условие представляет собой сравнение значения атрибутов. Условие должно выражаться логическим выражением. ВРАЧ WHERE .

Найти фио врачей со спецификацией хирург:

(ВРАЧ WHERE спец="хирург")[ФИО].

Соединение. - базируется на выборке и декартовым произведением. Бинарная. Операнды должны иметь хотя бы один общий атрибут.

Найти фио пациентов которые перенесли операцию 25.10.2011.:

((пациент JOIN операция) WHERE дата="25.10.11")[ФИО]. или

((операция WHERE дата = ="25.10.11")JOIN) пациент)[ФИО].

16. Понятие ФЗ. Символическая запись ФЗ.

Пусть R - отношение X, Y - подмножество атрибутов отношения R.

1) Говорят, что Y функционально зависит от X т.ит.т,к. одному значению X соответствует одно значение Y. Обратное не обязательно.

X ----> Y

Y зависит от X, X определяет Y

(X - детерминант, Y зависимая часть)

Следствие:

если два кортежа совпадают по X, то они совпадают по Y.

2) Y функционально зависит от X т.ит.т,к. для любого значения R каждое значение X связано в точности со значением Y.

Некоторые зависимости 1 могут не выполняться в 2.

определение:

пусть R - отношение множества атрибутов Y функционально зависимо от множества атрибутов Х (Х функционально определяет Y) т.ит.т,к для любого состояния отношение R для любых кортежей r1, r2 - R из того, что r1X = r2X => что r1Y = r2Y (т.е. во всех картежах имеются одинаковые значения атрибутов Х, значения атрибутов Y также совпадают в любом состоянии отношения R)

X ->Y множество атрибутов Х называется детерминантом ф.з., а множество атрибутов Y называется зависимой частью. Y зависит от Х.

при рассмотрении фз различают два случая:

1) значения переменная-отношение в определенный момент времени (статический случай)

2) набор всех возможных значений которые переменная может принимать в различные моменты времени. (динамический случай)

17. Понятие избыточности. Типы аномалий, порождаемые избыточностью

Избыточность - превышение количества информации, используемой для передачи и хранения.

или

Избыточность - повторение данных в разных строках одной таблицы или в разных таблицах бд.

Аномалии - проблемы, возникающие в данных из-за дефектов проектирования БД.

Избыточность порождает 3 вида аномалий:

1) удаление - потеря некоторой информации, которую не нужно было удалять.

2) обновление - для непротиворечивости данных необходимо обновлять все строки.

3) вставки - возникает при вводе данных в дефектную таблицу. Появляются ошибочные данные.

Процесс устранения избыточности с целью исключения аномалий - Нормализация отношений

18. Фундаментальные свойства отношений.

Отношение - двумерная таблица состоящая из заголовка и тела. Реляционная модель данных.

Заголовок - множество атрибутов отношений. Тело отношений состоит из множества кортежей.

Свойства:

1)количество столбцов фиксировано, порядок следования роли не играет.

2)на пересечении любой строки или столбца находятся в точности единственное значение.

3)картежи-дубликаты - не допускаются. (Картежи - это строки)

4)отношения обязаны иметь первичные ключи.

5)порядок следования строк не важен.

6)все информационное содержание базы данных представляется в виде таблиц и связей между ними.

19. Поняти неполной фз. Вторая нормальная форма.

Неполная фз - зависимость, у которой детерминант является частью первичного ключа.

Отношение находится во 2й НФ, если оно находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально зависит от первичного ключа (и не существует никаких других альтернативных ключей).

Следствие:

если отношение имеет простой Pk, оно автоматически находится во 2НФ.

1НФ: Отношение находится в 1НФ, если оно удовлетворяет фундаментальным свойствам отношений.

Отношение в 1НФ называют нормализованным.

20. Транзитивная зависимость и третья нормальная форма

X,Y,Z - Подмножество атрибутов.

фз Х->Y называется транзитивной, если существует такой атрибут Z, что имеются фз. X->Z->Y (X->Z и Z->Y) и отсутствует связь Z->X

Отношение находится в 3нф т.ит.т,к. оно находится во 2нф, и каждый не ключевой атрибут не транзитивно зависит от первичного ключа.

Следствие. - не ключевые атрибуты взаимно независимы.

НФБК ( Бойса-Кодда, усиленная 3 нф) Отношение находится в НФБК т.ит.т,к детерминант любой фз является потенциальным ключом.

21. Защита данных. Схемы управления доступом.

В современных субд поддерживается 2 способа защиты данных. - избирательный и мандатный.

В случае избирательного доступа каждому пользователю предоставляются различные права доступа, привилегии или полномочия.

Мандатный доступ - каждому объекту назначается некоторый классификационный уровень, а каждому пользователю - уровень допуска. В результате право доступа к объекту получают только те пользователи, которые имеют соответствующий уровень допуска. Мандатные схемы имеют иерархическую структуру и являются более жесткими.

Защита данных - предотвращение доступа к данным со стороны несанкционированных пользователей.

аспекты защиты:

1) правовые, общественные, этнические и тд

2) физические

3) организационные

4) аппаратные средства

5) возможности ОС

6) связь с СУБД

Схемы управления доступом

1) избирательный - с помощью привилегий каждому пользователю предоставляются различные права доступа.

операторы:

GRANT - дает полномочия.

REVOKE - отменяет полномочия.

Имена привилегий:

ALTER - изменять

SELECT - выборка

UPDATE - обновление

INSERT - ввод данных

DELETE - удаление

GRANT ON TO

Системные привилегии

CREATE ANY TABLE

CREATE TABLE

ALTER TABLE CREATE INDEX

CREATE SEQUENCE - создать последовательность

GRANT TO 2) мандатные схемы - объектам данных назначается классификационный уровень, а пользователю - уровень доступа. Эти схемы являются более жесткими и имеют иерархическую структуру.

22. Целостность данных. Типы ограничений.

Целостность данных - предотвращение разрушения данных со стороны санкционированных пользователей.

Целостность используется для описания корректности хранящейся в БД информации, реализуется при помощи ограничений.

В общем случае ограничения делятся на 4 категории:

1)Ограничения типа - заключается в том, что на поле таблицы налагается ограничение типа данных.

2)Ограничения атрибута - накладывается на набор допустимых значений для атрибута.

3)Ограничения таблицы - ограничение, которое может затрагивать несколько полей или записей.

4)Ограничения БД - ограничение, которое устанавливает связь между таблицами.

23. Выборка данных. Основные предложения команды SELECT

SELECT FROM [ WHERE условие ] [GROUP BY Column_list] [ORDER BY Column_list]

Выбирается список(select_list) из таблицы (Table_list), потом условие,| группирует колонки в одну. | упорядочивает строки.

WHERE - задается условие отбора строк

GROUP BY - группирует по указанному перечню столбцы

HAVING - отбор групп в соответствии с пересечением условий. используется вместе с GROUP BY

Возможны следующие опции:

1)ALL - выбирает все строки включая дубликаты

DISTINCT - все, подавляя повторы для столбцов.

2)TOP nExpr - выражение типа numeric, где nExpr - числовое значение, а ТОР - выводит заданное количество строк. - работает вместе с ORDER BY.

Опции: [NOT] LIKE - маска сравнения

[NOT] EXISTS (подзапрос) - true - если подзапрос вернет результат

IS [NOT] NULL

[NOT] BETWEEN AND

ALL - все значения должны находить соответствие

ANY - хотя бы одно соответствие.

24. Последовательность обработки предложений команды SELECT

FROM - >WHERE -> GROUP BY -> HAVING -> ORDER BY

25. Понятие транзакции. Свойства транзакций.

Транзакция - логическая единица работы. Может содержать несколько операторов. Выполняются либо все, либо не один. Поддержка транзакции заключается в получении гарантий, что при сбое системы произойдет отмена выполняемых операторов.

Компонент СУБД, управляющий транзакциями - менеджер транзакций. В нем существует 2 команды:

1. ROLL BACK - откат. Аннулирует все произведенные изменения и возвращает данные к тому состоянию, в котором они находились на момент начала транзакций. Инициализируется при аварийных сбоях.

2. COMMIT - фиксация. Сигнализирует об удачном завершении транзакций, все обновления выполнены.

Свойства (ACID):

A) Атомарность -

C) Согласованность - переводит данные из одного непротиворечивого состояния в другое.

I) Изолированность - если транзакции обращаются к одним и тем строкам, то они не должны вмешиваться в работу друг друга.

D) Долговечность - изменения внесенные в транзакцию сохраняются навсегда.

Показать полностью… https://vk.com/doc33373689_139933225
37 Кб, 14 декабря 2012 в 18:36 - Россия, Москва, ГЭИ, 2012 г., docx
Рекомендуемые документы в приложении