Базы данных

1. Поддержка БД в актуальном состоянии

    Состояние БД в каждый момент времени должно соответствовать состоянию объекта  управления и при изменении состояния  объекта содержание информации БД должно обновляться. Невыполнение этого условия  ведёт к тому, что принятие решений  осуществляется на основе устаревшей информации, потерявшей ценность. Это  в свою очередь ведёт к неточным и ошибочным решениям. Информация, хранимая в БД, должна быть актуальной, соответствующей действительности.

    В ручных системах сбора ведение БД осуществляется также вручную и  имеет значительную трудоёмкость. В  некоторых случаях трудоёмкость ведения БД в десятки раз превышает  трудоёмкость решения функциональных задач ИС.

    При ручном ведении БД также происходят искажения информации. Существуют нормативы  операторов, т.е. вероятность допускаемой  ими ошибки, которая равна 10^-2 (1 ошибка на 100 знаков).

    Постановка  задач поддержки БД в актуальном состоянии осуществляется последовательно:

1. Определение множества событий, происходящих в объекте управления, связанных с изменениями в БД.
2. Покрытие множества событий.
3. Формирование постановок задач по ведению БД.

    1. Список событий определяется  для каждого отношения логической  модели БД.

    Рассмотрим  отношение R_i. Для каждого i-того отношения устанавливается:

• события, наступление которых связано с добавлением одного или нескольких элементов в отношение;
• события, связанные с удалением одного или нескольких элементов в отношении;
• события, связанные с изменением (заменой) значений атрибутов в одном или нескольких элементах отношения.

    После того как построен список событий С_i, связанный с изменением отношений R_i, необходимо найти полный список событий, выполнив объединение

    C = .

    На  каждом этапе для каждого события  из множества С устанавливаются характеристики:

• частота наступления события (количество наступлений события за заданный период времени);
• документ, имеющий юридическую силу, в котором подтверждается наступление этого события;
• должностное лицо, ответственное за сообщение о том, что событие наступило (источник).

    2. Покрытие множества событий.

    В качестве признаков классификации  используют сущности концептуальной модели. Иногда также используют связи в  качестве признаков. Можно связывать  события с типами объектов. 
 
 

    3. Постановка задачи.

    Каждую  задачу по ведению БД связывают с  классом событий С_к. Название сущности или типа объекта предметной области используют в формулировке названия задачи.

    С каждой функцией связана совокупность действий оператора (нажатие на клавишу, перемещение мыши и т.д.), поэтому  на этом этапе производится расчёт времени (трудоёмкости) выполнения операций ведения БД. 

 

    

2. Целостность базы данных

    Любые изменения, особенно связанные с  ручным вводом, могут искажать данные. В этом случае говорят, что нарушается целостность БД.

    Логические  ограничения, которые накладываются  на данные, называются ограничениями  целостности. Любое состояние БД должно удовлетворять всем логическим ограничениям целостности, которые  установлены для БД, т.е. эти логические выражения, высказывания должны принимать  значение «истина» для любых состояний  БД.

    Различают следующие виды ограничений целостности:

    1. Внутренние и внешние  ограничения целостности.

    Внутренние  ограничения целостности обусловлены  логической моделью БД. К ним относят:

• значения атрибутов отношения должны быть в составе соответствующих доменов;
• все элементы отношения должны быть различные, т.е. отличаться хотя бы одним атрибутом; не должно быть отношения, где ключ имеет неопределённое значение;
• в отношении не должно быть двух элементов с одним и тем же значением первичного ключа;
• должны быть запрещены операции добавления/удаления, которые разрушают установленные для отношения функциональные зависимости.

    Нарушение требований ведёт к нарушениям самой  модели.

    Внешние ограничения целостности обусловлены  закономерностями предметной области.

    2. Статические и  динамические ограничения  целостности.

    Статические ограничения целостности проверяются  для каждого отношения БД.

    Динамические  ограничения целостности определяют допустимость перехода БД из одного допустимого  состояния в другое допустимое состояние.

    Динамические  ограничения целостности являются более сложными для проверки, т.к. необходимо анализировать траекторию изменения состояния БД. В некоторых  случаях для проверки динамических ограничений целостности необходимо анализировать более двух состояний.

    3. Безотлагательные  и отложенные ограничения  целостности.

    Безотлагательные  ограничения целостности проверяются  сразу же после внесения изменений, после выполнения каждой элементарной операции обновления.

    Отлаженные  проверяются только после выполнения нескольких операций, связанных с  обновлением данных. Эти операции связаны  между собой. Лишь последовательное выполнение данных операций обеспечивает переход БД из одного допустимого  состояния в другое допустимое состояние. 

 

    

3. Информационные  технологии и модель технологического процесса обработки данных

    Информационная  технология(ИТ)-совокупность методов обработки, сбора, преобразования, отображения, передачи, хранения информации, осуществляющих в процессе управления.

    ИТ- называют также сами операции сбора, обработки, передачи, хранения, контроля информации – являются частью технологического процесса.

    Графическая модель(ГМ) ТПОД.

    ГМ  включает множество схем, каждая из которых включает:

• решение задач подсистемы
• решение одной  задачи
• этапа выполнения отдельной задачи.

    Процедура обработки данных:

• автоматическая процедура;
• автоматизированная процедура;
• процедура, выполняемая без средств автоматизации.

    Состав  задач ТПОД включает:

• прикладные задачи
• задачи ведения БД
• задачи по обеспечению достоверности данных или по обеспечению безопасности данных

    Для каждой информационной процедуры определяется фрагменты входных, промежуточных  и выходных данных. Входные и промежуточные данные отображаются слева от символа процедуры, а выходные справа.

    Для каждого фрагмента данных указывается  тип носителя.

    Все процедуры связаны между собой  отношением следования. Это отношение  определяется на основе управляющих  и информационных связей. Каждый фрагмент ТП отражен на отдельной схеме, имеет  метку начала и завершения процесса. Условные обозначения и сокращения д.б. уточнены непосредственно на схеме. При этом используются комментарии к символам схемы.

    Пример:

    

    

    

    

    

    

      

      
 
 
 

 

    

4. Достоверности обработки данных

    Под достоверностью информации(ДИ) понимается мера ее истинности. ДИ оценивается вероятностью не искажения сообщений.Типичные причины искажения данных являются:

• Человеческий фактор, который проявляет себя при вводе информации, при подготовке документов, либо при преднамеренном искажении информации.
• Сбои в работе технических средств и программных систем. Любая система содержит ошибки.

    Достоверность информации оценивается вероятностью не искажения сообщений. Пусть ТПОД имеет n последовательных этапов. Если известны вероятности возникновения ошибок на каждом этапе, то достоверность обработки информации определяется выражением:

    Где  Р_{ош i} – вероятность искажения сообщения на i-м этапе ТПОД или, поскольку , как правило близка к нулю:

    Процедуры повышения достоверности данных. Классификация:

1. Универсальные процедуры обнаружения ошибок. Не зависят от предметной области.
2. Предметно-ориентированные процедуры обнаружения ошибок.

      Примерами таких процедур, позволяющих  обнаружить ошибки, являются:

    - визуальный контроль                               (P_{обн ош =}   0.9); универсальные

     - ввод данных 2 операторами           (P_{обн ош}  =  0.95);       предметно-ориентир-е

    - использование контрольных сумм        ( P_{обн ош} =  0.999).

    Пусть в последовательном ТПОД присутствует k-ая операция повышения достоверности информации. Вероятностью обнаружения ошибок на k-ой операции=P_{обн ош к} . Тогда достоверность информации после выполнения k-ой операции можно определить по формуле:

    Р_к = Р_к-1 + Р_{обн ош к} (1 – Р_к-1). 
 

 

    

5. Оценка  объема БД

Эта операция выполняется  для того, чтобы определить требования к накопителю, на которую б. размещаться  БД. Оценку м. производить если известно структура хранения отношения на носителе, которую обеспечивает конкретная система управления БД.

Блок данных – физическая запись

Заголовок –  сколько занято место, служебная  информация и т.д.

Блок данных –наименованная атомарная единица или объект данных по отношению к команде вв/выв.

Блоки м. заполняться не полностью.

Не 1 кортеж не м. разрываться между 2 блоками.

Объем БД определяется как сумма объемов, которые занимают на носителе.

Этапы оценки объема отношений  БД:

1. Оценить размер в байтах 1 кортежа отношения, с учетом размещения значений каждого атрибута и заголовка кортежа.
2. Определить количество кортежей размещенных в 1 блоке.
3. Оценить количество блоков,необходимых для хранения отношения
4. Оценить объем отношения в байтах

 

    

6. Постановка  задачи размещения данных при использовании  смешанной стратегии

    В каждом узле вычислительной сети (ВС) м. разместить любой фрагмент БД, при этом отсутствует ограничение на объем внешней памяти.

    Смешанная стратегия размещения предполагает дублирование отдельных фрагментов БД(ФБД), т.е. копии 1 и того же  фрагмента м.б. размещены в 1, нескольких или даже во всех узлах ВС.