Прикладное программирование. Курс лекций

1.

Прикладное
программирование
Курс лекций
8 семестр

2.

Введение
База данных (БД) –
это
средство
накопления
и
организации больших массивов
информации об объектах некоторой
предметной области (ПО).

3.

Компоненты СБД
Система баз
данных
Информационные
компоненты БД.
Данные и
метаданные
Иные средства
Технические
средства
Организационнометодические
средства
СУБД
Администратор БД
Программные
средства
Языковые
средства

4.

Требования к БД
1. Адекватность отображения ПО (полнота, целостность,
непротиворечивость, актуальность данных).
2. Возможность взаимодействия пользователей разных
категорий; обеспечение высокой эффективности
доступа.
3. Дружественность интерфейса.
4. Обеспечение секретности и конфиденциальности.
5. Обеспечение взаимной независимости программ и
данных.
6. Обеспечение надежности БД; защита данных от
случайного и преднамеренного разрушения;
возможность быстрого и полного восстановления
данных в случае сбоев в системе.

5.

Обязанности администратора БД
1. Анализ предметной области, ее описание, формулировка ограничений
целостности.
2. Проектирование структуры БД: состава и структуры файлов БД, связей
между ними.
3. Задание ограничений целостности при описании структуры БД и процедур
обработки данных.
4. Первоначальная загрузка и ведение БД.
5. Защита данных:
- обеспечение порядка входа в систему;
- определение прав доступа пользователей к данным;
- выбор и создание программно-технических средств защиты данных;
- тестирование средств защиты данных;
- сбор статистики об использовании данных;
- исследование случаев нарушения защиты данных;
- обеспечение восстановления БД, организация ведения системных
журналов.
6. Анализ обращений пользователей к БД.
7. Работа с пользователями.
8. Работа над совершенствованием и динамическим развитием БД.

6.

Этапы проектирования БД
1-й этап
Анализ предметной области: объекты и связи
Проектирование инфологической
модели данных
Информационные потребности пользователя: анализ
запросов
Анализ существующих и будущих прикладных программ
Построение информационной структуры
Требования
СУБД
2-й этап. Проектирование концептуальной модели БД
Выбор СУБД. Отображение инфологической модели
на логическую модель
3-й этап. Проектирование физической модели БД
Структура физической записи
Оценка
эксплуатационных
характеристик
прикладных
программ
Оценка физической модели БД
Реализация БД

7.

Этапы проектирования БД
Требования к БД обычно составляются в процессе бесед с конечными
пользователями. Для определения и документирования требований к БД
составляется словарь данных.
Имя атрибута
Тип атрибута
Фамилия
Фамилия туриста
Имя
Имя туриста
Отчество
Отчество туриста
Паспорт
Серия и номер паспорта
Телефон
Контактный телефон
Тур
Описание тур. Поездки
Цена
Цена тура
Дата_начала
Дата начала поездки
Дата_конца
Дата конца поездки
Дата_оплаты
Дата оплаты поездки
Сумма_оплаты
Сумма, уплаченная туристом
Дополнительно
Иная информация

8.

Этапы проектирования БД
Функциональная спецификация, отражает информацию о
количестве одновременно работающих пользователей, о том, как
часто записи будут вставляться и обновляться, и каким образом
информация будет выбираться из БД.
• Приложением будут пользоваться руководитель турфирмы, 2
менеджера по продажам, бухгалтер, кассир и 2 офисных сотрудника
турфирмы – всего 7 пользователей.
• Предполагается, что одновременно с БД будут работать не более 3
сотрудников.
• Персоналу бухгалтерии для работы достаточно иметь доступ только
к данным по оплате путевок.
• Все пользователи в любое время могут добавлять информацию в БД.
При добавлении информации или ее изменении, пользователь, который
делал изменение, а также дата и время изменения, должны быть
зарегистрированы.
• Один из офисных сотрудников будет назначен системным
администратором. Только он должен вести учетные записи
пользователей.

9.

Классификации баз данных
Классификация по типу модели
• Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с
указателями от родительских объектов к потомкам,
соединяя вместе связанную информацию
• Сетевая модель базы данных строится на понятиях
уровень, элемент (узел), связь.
• Реляционная модель строится на понятии отношения
между объектами.
• Постреляционная
модель
является
развитием
реляционной модели.
• Объектно-ориентированная модель строится на понятии
объекта

10.

Классификации баз данных
Классификация по типологии доступа
• Специализированные БД
• Интегрированные БД
Классификация по топологии хранения данных
• Распределенные БД
• Локальные БД
Классификация по степени доступности
• Общедоступные (публичные) БД
• БД с ограниченным доступом

11.

Реляционная модель данных
Модель данных –
это правила, которые определяют
структуру данных, допустимые
реализации данных и допустимые
операции над данными.

12.

Реляционная модель данных
• Инфологическая модель описывает предметную
область на содержательном уровне.
• Концептуальная модель описывает объекты и
связи ПО на формальном уровне.
• Даталогическая модель описывает модель на
яыке выбранной СУБД
• Внутренняя, или физическая, модель данных
определяет
способ
размещения
данных
непосредственно на машинном носителе,
учитывает распределение данных, методы
доступа и способы индексирования.

13.

Реляционная модель данных
Требования к инфологической (концептуальной) модели
Критерий
Структурная
достоверность
Пояснение
Соответствие способу определения и организации
информации в данной предметной области
Легкость
понимания
модели
разработчиками
и
Простота
пользователями информационной системы
Способность представлять отличия между разными типами
Выразительность
данных, связи между данными и ограничения
Исключение излишней информации, т.е. любая часть данных
Отсутствие избыточности должна быть представлена только в одном месте
Готовность к
совместному
использованию
Расширяемость
Целостность
Представление в виде
диаграмм
Отсутствие
принадлежности
приложению или технологии
к
какому-то
особому
Способность эволюционировать с целью включения новых
требований с минимальным влиянием на существующих
пользователей
Согласованность по способам использования и управления
информацией
Способность представления модели с помощью понятных
широкому кругу пользователей обозначений

14.

Реляционная модель данных
Отношение задается своим именем и списком атрибутов
- элементов, связанных этим отношением:
<имя отношения>(<список атрибутов>)
Атрибут характеризуется именем, типом, значением и
другими свойствами.
Атрибут или набор атрибутов, которые могут быть
использованы для однозначной идентификации
конкретного
кортежа
(конкретного
экземпляра
отношения),
называется
первичным
ключом
отношения или просто ключом.

15.

Математическое определение
отношения
Пусть даны N множеств данных D1, D2 , D3 … DN .
Tогда R есть отношение (связь) между этими
множествами, если R – множество упорядоченных Nкортежей вида < d1, d2, d3, …, dN >, где