Дайте подробное описание типовой организации современной реляционной СУБД (4 составных части и описание их функций). 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Дайте подробное описание типовой организации современной реляционной СУБД (4 составных части и описание их функций).



Вопросы комплексной контрольной работы

по дисциплине: «Автоматизация управленческой деятельности предприятий»

Специальность 2-40 01 01

«Программное обеспечение информационных технологий»

 

 

Рассмотрен на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных и специальных дисциплин

Протокол № 2 от 08.09.2011 г.

Председатель _________С.В. Скрипко

 

 


1. Раскройте сущность понятий ИС (информационная система) и БД (база данных), приведите примеры разновидностей ИС и БД, поясните, что представляет собой СУБД (система управления базами данных).

Информационная система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения, поиска информации и других способов взаимодействия с пользователем.

Общими примерами ИС являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

По области применения ИС можно разделить на системы, используемые в производстве, образовании, здравоохранении, науке, военном деле, социальной сфере, торговле и других отраслях.

По целевой функции ИС можно условно разделить на:

1) управляющие ИС,

2) информационно-справочные ИС,

3) ИС поддержки принятия решений.

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

Базы данных бывают:

1) фактографическими ( содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате )

2) документальными ( содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную).

Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.


Дайте определение системы управления базами данных (СУБД), опишите общее предназначение СУБД и приведите ряд основных функций СУБД (с пояснениями).

База данных – это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД).

СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации. СУБД организует хранение информации таким образом, чтобы ее было удобно: просматривать, пополнять, изменять, искать нужные сведения, делать любые выборки, осуществлять сортировку в любом порядке.

Функции СУБД:

1. Управление данными во внешней памяти ( обеспечение структур внешней памяти для хранения данных из БД и для служебных целей, например, для ускорения доступа к данным с помощью индексов);

2. Управление буферами оперативной памяти ( при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью и вся система будет работать с максимальной скоростью устройства внешней памяти);

3. Управление транзакциями ( последовательность операций над БД рассматривается СУБД как единое целое; если транзакция успешно выполняется, то СУБД фиксирует изменения БД, это необходимо для поддержания логической целостности БД);

4. Журнализация ( ведение журнала изменений БД - наиболее распространенный метод поддержания избыточной информации, журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД, в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД);

5. Поддержка языков БД ( всовременных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных, стандартным языком реляционных СУБД является язык SQL).


 

Дайте определение основным понятиям реляционной базы данных (РБД): тип данных, домен, атрибут, кортеж и отношение.

 

Типы данных в РБД аналогичны типам данных в языках программирования. Примеры: символьные, числовые, битовые, строчные, спец.числовые ("деньги"), спец."темпоральные" (дата, время, временной интервал).

 

Домен – базовый тип данных, к которому относятся элементы произвольного логического выражения в составе БД.

 

Атрибут – компонент в составе отношения между элементами БД, имеющий имя и определенные свойства.

 

Кортеж - это множество пар (имя атрибута, значение) или набор именованных значений заданного типа.

 

Отношение - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения. Схема отношения – заголовок. Отношение как набор кортежей - тело отношения. Эволюция схемы базы данных - определение новых и изменение существующих схем отношения. Представление отношения - таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками - кортежи экземпляра; тогда имена атрибутов – имена столбцов этой таблицы. Реляционная база данных - это набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД.

 

 


Дайте определение связей в реляционной базе данных (РБД), опишите разновидности связей.

 

Между таблицами РБД могут устанавливаться бинарные (между двумя таблицами), тернарные (между тремя таблицами) и, в общем случае, n-арные связи.

При связывании двух таблиц выделяют основную и дополнительную (подчиненную) таблицы. Логическое связывание таблиц производится с помощью ключа связи, который состоит из одного или нескольких полей. Поля связи основной таблицы могут быть обычными и ключевыми.

 

В зависимости от того, как определены поля связи основной и дополнительной таблиц, между двумя таблицами в общем случае могут устанавливаться четыре основных вида связи

1) Связь вида 1:1 (один к одному) образуется в случае, когда все поля связи основной и дополнительной таблиц являются ключевыми, а сами таблицы становятся равноправными.

2) Связь вида 1:М (один ко многим) имеет место в случае, когда одной записи основной таблицы соответствует несколько записей вспомогательной таблицы.

3) Связь вида М:1 (многие к одному) имеет место в случае, когда одной или нескольким записям основной таблицы ставится в соответствие одна запись дополнительной таблицы.

4) Связь вида М:N (многие ко многим) возникает в случаях, когда нескольким записям основной таблицы соответствует несколько записей дополнительной таблицы.

 

В случаях, когда связанные таблицы, в свою очередь, имеют связи с другими таблицами, образуется иерархия или дерево связей.


Раскройте сущность идеи реляционной алгебры по отношению к объектам базы данных (БД).

 

Основная идея: отношения являются множествами, а значит, средства манипулирования отношениями базируются на традиционных множественных операциях с некоторыми дополнениями, специфичными для баз данных.

По теории Кодда для БД основных операций над отношениями существует всего 8, результат любой операции – отношение.

Все операции делятся на два класса:

- теоретико-множественные:

1. объединение (результат - отношение, включающее все кортежи, входящие хотя бы в одно из отношений-операндов);

2. пересечение (результат - отношение, включающее все кортежи, входящие в оба отношения-операнда);

3. взятие разности (результат – отношение, которое включает все кортежи, входящие в отношение - первый операнд, такие, что ни один из них не входит в отношение, являющееся вторым операндом);

4. прямое произведение (результат - отношение, кортежи которого являются сцеплением кортежей первого и второго операндов).

- специальные реляционные:

1. ограничение (результат - отношение, включающее кортежи отношения-операнда, удовлетворяющее этому условию);

2. проекция (результат - отношение, кортежи которого производятся путем взятия соответствующих значений из кортежей отношения-операнда);

3. соединение (отношение, кортежи которого являются сцеплением кортежей первого и второго отношений и удовлетворяют некоторому условию);

4. деление (результат – унарное отношение, полученное из бинарного разбиением).

Отдельно в состав алгебры включается операция присваивания, позволяющая сохранить в БД результаты вычисления алгебраических выражений, и операция переименования атрибутов, дающая возможность корректно сформировать заголовок (схему) результирующего отношения.


 

11. Раскройте сущность идеи реляционного исчисления по отношению к объектам базы данных (БД), поясните различия между исчислением кортежей и исчислением доменов, дайте определение правильно построенной формулы, приведите примеры сложных и простых условий

Реляционное исчисление — прикладная ветвь исчисления предикатов первого порядка. В основе лежит понятие переменной с определенной для нее областью допустимых значений и понятие правильно построенной формулы ( переменные + предикаты + кванторы). Наряду с реляционной алгеброй является способом получения результирующего отношения в реляционной модели данных.

 

В зависимости от области определения различают:

  • Исчисление кортежей
  • Исчисление доменов

Исчисление кортежей — здесь областями определения переменных являются тела отношений базы данных. В исчислении доменов областью определения переменных являются не отношения, а домены. Основным отличием исчисления доменов от исчисления кортежей является наличие дополнительного набора предикатов, позволяющих выражать так называемые условия членства.

 

Правильно построенная формула (Well-Formed Formula, WFF) служит для выражения условий, накладываемых на кортежные переменные.

Простые условия представляют собой операции сравнения скалярных значений.

ИмяПеременной. ИмяАтрибута = СкалярноеЗначениеИмяПеременнойА.ИмяАтрибутаБ = ИмяПеременнойВ.ИмяАтрибутаИмяПеременной. ИмяАтрибута <> СкалярноеЗначениеИмяПеременнойА.ИмяАтрибутаБ < ИмяПеременнойВ.ИмяАтрибута

Сложные условия строятся с помощью логических связок NOT, AND, OR и IF … THEN с учетом обычных приоритетов операций (NOT > AND > OR) и возможности расстановки скобок. Так, если Формула — правильно построенная формула, а Условие — простое сравнение, то

· NOT Формула· Условие AND Формула· Условие OR Формула· IF Условие THEN Формула

являются правильно построенными формулами.


12. Опишите содержание основных этапов проектирования реляционной базы данных (РБД).

1 этап: Концептуальное проектирование — построение информационной модели без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных.

Концептуальная модель БД включает в себя:

  • описание информационных объектов предметной области и связей между ними.
  • описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

2 этап: Логическое проектирование -создание схемы БД на основе конкретной модели данных, например, для РБД схема будет представлять собой набор первичных и внешних ключей.

Этот этап почти полностью автоматизирован с помощью многих современных СУБД.

3 этап: Физическое проектирование -создание схемы БД для конкретной СУБД с учетом специфики ограничений на именование объектов БД, по типам данных БД, разделения БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным, процедур создания индексов и т.п.

 


Опишите основные способы поддержки целостности данных в SQL: внешний ключ и ограничения внешнего ключа как ограничения таблицы, дайте определение всем служебным словам, которые используются в заданных структурах

 

ВНЕШНИЙ КЛЮЧ как ограничение столбцов

Используется слово REFERENCES и далее имя родительского ключа (первичного ключа) главной таблицы.

 

ОГРАНИЧЕНИЕ ВНЕШНЕГО КЛЮЧА/FOREIGN KEY как ограничение таблицы

Синтаксис ограничения таблицы

FOREIGN KEY:

CONSTRAINT <имя__внеш_ключа>

FOREIGN KEY <внешний_ключ>

REFERENCES <внеш__табл> [<перв_ключ>] [условие целостности] [правило удаления] [правило обновления]

• <внешний ключ> - это список из одного или более столбцов таблицы, которые разделены запятыми и будут созданы или изменены этой командой.

• <внеш_табл> - это таблица, содержащая родительский ключ. Она может быть таблицей, которая создается или изменяется текущей ко­мандой.

• [<перв_ключ>] - это список столбцов, которые будут составлять родительский ключ.

· [условие целостности] - как СУБД должна обращаться со значениями NULL в одном или нескольких столбцах внешнего ключа

Ø MATCH FULL - требуется, чтобы все внешние ключи были полностью равны первичному ключу связной таблицы,

Ø MATCH PARTIAL допускается, чтобы часть внешнего ключа имела NULL;

· [правило удаления] ON DELETE

Ø RESTRICT - запрещает удалять строки из первичной таблицы (N0 ACTION),

Ø CASCADE - при удалении строки из первичной таблицы автомати­чески удаляются все записи в связной таблице,

Ø SET NULL - при удалении записи из первичной таблицы всем внешним ключам в связной таблице присваивается значение NULL,

· SET DEFAULT - при удалении записи из первичной таблицы всем внешним ключам в связной таблице присваивается определенное значение,

· [правило обновления] ON UPDATE (аналогично удалению).


Опишите ситуацию, которая требует использования предложения WHERE в SQL, перечислите наиболее часто использующиеся с WHERE операторы и поясните необходимость применения конкретного оператора в той или иной ситуации.

 

Предложение WHERE определяет, какие строки указанных таблиц должны быть выбраны.

 

Использование в операторе SELECT предложения, определяемого ключевым словом WHERE (где), позволяет задавать выражение условия, принимающее значение истина или ложь для некоторой строки таблицы. В таблицу, являющуюся результатом запроса, включаются только те строки, для которых условие, указанное в предложении WHERE, принимает значение истина.

В синтаксисе в предложении WHERE для отбора нужных строк таблицы можно использовать операторы сравнения = (равно), <> (не равно), <(меньше), <= (меньше или равно), > (больше), >=(больше или равно).

Также можно использовать несколько условий, соединенных логическими операторами:

· AND - когда должны удовлетворяться оба разделяемых с помощью AND условия;

· OR - когда должно удовлетворяться одно из разделяемых с помощью OR условий;

· AND NOT - когда должно удовлетворяться первое условие и не должно второе;

· OR NOT - когда или должно удовлетворяться первое условие или не должно удовлетворяться второе.

 

При задании логического условия в предложении WHERE могут быть использованы операторы IN, BETWEEN, LIKE, IS NULL.

Оператор BETWEEN... AND... (находится в интервале от... до...) обеспечивает выборку строк, в которых значение какого-либо столбца находятся в заданном диапазоне.

Оператор NOT BETWEEN … AND … наоборот обеспечивает выборку строк, значения которых находятся за пределами заданного диапазона.

Оператор IN определяет принадлежность данного значения к некоторому множеству. Оператор NOT IN наоборот делает выборку значений, которые не принадлежат заданному множеству.

Оператор LIKE применим только к символьным полям, в которых требуется находить подстроки. Оператор NOT LIKE - обеспечивает выборку строк, поля которых не содержат указанную подстроку.


25. Перечислите функции преобразования символов в строке, строковые функции, функции работы с числами в SQL и поясните их сущность

Функции преобразования символов в строке:

o LOWER (<строка>) - выполняет преобразование прописных букв в строчные (нижний регистр).

o UPPER (<строка>) - выполняет преобразование строчных букв в прописные (верхний регистр).

o INITCAP (<строка>)— перевод первой буквы каждого слова строки в прописную (заглавную).

 

Строковые функции:LPAD (RPAD) (<строка>,<длина>[,<подстрока>]) — дополнение строки слева (справа)• LTRIM (RTRIM) (<строка>[,<подстрока>])— удаление левых (правых) граничных символов• SUBSTR (<строка>,<начало>[,<количество>]) — выделение подстроки из строки символов• INSTR (<строка>,<подстрока>[,<начало поиска> [,<номер вхождения>]]) — определяет позицию размещения подстроки в другой строке. • LENGTH (<строка>) — вычисляет длину строки.

 

Функции работы с числами:

· POWER (число, n) - возводит число в n-ную степень;

· ROUND (число[,n]) - округляет число до n знаков справа от десятичной точки;

· TRUNC (число[,n]) - усекает число до n знаков справа от десятичной точки;

· ABS (число) - получает абсолютное значение числа;

· SIGN (число) - принимает значение +1, если число больше нуля, 0, если число равно нулю и -1, если число меньше нуля;

· SQRT (число) - вычисляет положительный квадратный корень числа. Если число меньше нуля, тогда результат - пустое значение (NULL);

· Тригонометрические функции — COS(число), SIN(число), TAN(число)

· Экспоненциальная функция — ЕХР (число)

· Логарифмические функции — LN(число), LOG числовое выражение>).


26. Дайте определение функций преобразования типов данных в SQL, приведите их синтаксис и опишите ситуации, когда их использование крайне необходимо.

 

Для явного преобразования данных из одного типа в другой в SQL используются функции CAST или CONVERT. Синтаксис этих функций:

CAST (Выражение AS Тип_данных[(Длина)])

CONVERT (Тип_данных[(Длина)], Выражение [, Стиль]), где

 

1. Выражение — любое SQL-выражение либо название столбца;

2. Тип_данных — тип данных, в формате которого представляется данное выражение. Может использоваться числовой, символьный тип или тип дата-время;

3. Длина — длина поля вывода для символьных типов данных;

4. Стиль — формат представления данных при конвертировании данных типа дата-время, или числовых типов в символьные типы.

 

Функции CAST и CONVERT используются при конвертировании символьного типа в числовой тип или тип дата-время и наоборот из числового типа или типа дата-время в символьный тип.

• Любое числовое выражение может быть явно преобразовано в любой другой числовой тип;• В результате преобразования символьного выражения в числовой тип отсекаются начальные и конечные пробелы, а остальные символы преобразуются в числовое значение по правилам языка SQL;• Если явно заданная длина символьного типа недостаточна и преобразованное значение не размещается в нем, то результативное значение усекается справа;• Возможно явное преобразование символьного типа в символьный, но с другой длиной. Если длина результата больше длины аргумента, то значение дополняется пробелами; если меньше, то усекается;• NULL-значение преобразуется в NULL-значение соответствующего типа.

Вопросы комплексной контрольной работы

по дисциплине: «Автоматизация управленческой деятельности предприятий»

Специальность 2-40 01 01

«Программное обеспечение информационных технологий»

 

 

Рассмотрен на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных и специальных дисциплин

Протокол № 2 от 08.09.2011 г.

Председатель _________С.В. Скрипко

 

 


1. Раскройте сущность понятий ИС (информационная система) и БД (база данных), приведите примеры разновидностей ИС и БД, поясните, что представляет собой СУБД (система управления базами данных).

Информационная система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения, поиска информации и других способов взаимодействия с пользователем.

Общими примерами ИС являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

По области применения ИС можно разделить на системы, используемые в производстве, образовании, здравоохранении, науке, военном деле, социальной сфере, торговле и других отраслях.

По целевой функции ИС можно условно разделить на:

1) управляющие ИС,

2) информационно-справочные ИС,

3) ИС поддержки принятия решений.

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

Базы данных бывают:

1) фактографическими ( содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате )

2) документальными ( содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную).

Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.


Дайте определение системы управления базами данных (СУБД), опишите общее предназначение СУБД и приведите ряд основных функций СУБД (с пояснениями).

База данных – это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД).

СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации. СУБД организует хранение информации таким образом, чтобы ее было удобно: просматривать, пополнять, изменять, искать нужные сведения, делать любые выборки, осуществлять сортировку в любом порядке.

Функции СУБД:

1. Управление данными во внешней памяти ( обеспечение структур внешней памяти для хранения данных из БД и для служебных целей, например, для ускорения доступа к данным с помощью индексов);

2. Управление буферами оперативной памяти ( при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью и вся система будет работать с максимальной скоростью устройства внешней памяти);

3. Управление транзакциями ( последовательность операций над БД рассматривается СУБД как единое целое; если транзакция успешно выполняется, то СУБД фиксирует изменения БД, это необходимо для поддержания логической целостности БД);

4. Журнализация ( ведение журнала изменений БД - наиболее распространенный метод поддержания избыточной информации, журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД, в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД);

5. Поддержка языков БД ( всовременных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных, стандартным языком реляционных СУБД является язык SQL).


 

Дайте подробное описание типовой организации современной реляционной СУБД (4 составных части и описание их функций).

 

В современной реляционной СУБД можно выделить:

1) ядро (внутренняя часть),

2) компилятор языка БД (обычно SQL),

3) подсистему поддержки времени выполнения,

4) набор утилит.

 

Ядро СУБД отвечает за управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию.

Компоненты ядра:

1) менеджер данных,

2) менеджер буферов,

3) менеджер транзакций

4) менеджер журнала.

Функции этих компонентов взаимосвязаны. Для обеспечения корректной работы СУБД все компоненты должны взаимодействовать по тщательно продуманным и проверенным протоколам. Ядро СУБД обладает собственным интерфейсом, недоступным пользователям напрямую и используемым в программах, производимых компилятором SQL и утилитах БД.

 

Основной функцией компилятора языка БД является компиляция операторов языка БД в некоторую выполняемую программу. Языки современных реляционных СУБД являются непроцедурными, т.е. с их помощью прописывается некоторое действие над БД, но эта спецификация не является процедурой, а лишь описывает условия совершения желаемого действия. Результат компиляции - выполняемая программа, представляемая в машинном коде.

 

Реальное выполнение оператора производится с привлечением подсистемы поддержки времени выполнения, представляющей собой интерпретатор внутреннего языка.

 

Утилиты БД - такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, например, загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности БД и т.д. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра СУБД или с проникновением внутрь ядра.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-27; просмотров: 198; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.196.27.122 (0.231 с.)