Основыпроектированиябазданных.Нормализациякакпроцесс,направленныйнауменьшениеизбыточностиинформациивреляционнойбазеданных.Базызнаний

Основныеэтапыпроектированиябазданных

1)Концептуальное(инфологическое)проектированиеКонцептуальное(инфологическое)проектирование—построениесемантической(смысловой)моделипредметнойобласти,тоестьинформационноймоделинаиболеевысокогоуровняабстракции.Такаямодельсоздаётсябезориентациинакакую-либоконкретнуюСУБДимодельданных.Термины«семантическаямодель»,«концептуальнаямодель»и«инфологическаямодель»являютсясинонимами.Крометого,вэтомконтекстеравноправномогутиспользоватьсяслова«модельбазыданных»и«модельпредметнойобласти»,посколькутакаямодельявляетсякакобразомреальности,такиобразомпроектируемойбазыданныхдляэтойреальности.Обычноконцептуальнаямодельбазыданныхвключаетвсебянаиболееобщееописаниеинформационныхобъектов,илипонятийпредметнойобластиисвязеймеждуними.

2)Логическое(даталогическое)проектированиеЛогическое(даталогическое)проектирование—созданиесхемыбазыданныхнаосновеконкретноймоделиданных,например,реляционноймоделиданных.Дляреляционноймоделиданныхдаталогическаямодель—набортаблиц,обычносуказаниемпервичныхключей,атакже«связей»междутаблицами,представляющихсобойвнешниеключи.Наэтапелогическогопроектированияучитываетсяспецификаконкретноймоделиданных,номожетнеучитыватьсяспецификаконкретнойСУБД.Наэтомэтапевыполняетсянормализациибазданных,котораябудетрассмотренадалее.

3)ФизическоепроектированиеФизическоепроектирование—созданиесхемыбазыданныхдляконкретнойСУБД.СпецификаконкретнойСУБДможетвключатьвсебяограничениянаименованиеобъектовбазыданных,ограничениянаподдерживаемыетипыданныхит.п.Крометого,спецификаконкретнойСУБДприфизическомпроектированиивключаетвыборрешений,связанныхсфизическойсредойхраненияданных(выборметодовуправлениядисковойпамятью,разделениеБДпофайламиустройствам,методовдоступакданным)ит.д.ВыполняетсявсредеконкретнойСУБД(напр,Firebird),спомощьюсоответствующихинструментальныхсредств(IBExpert).Будетрассматриватьсянаследующихпрактическихзанятиях.

Нормализация–этоформальныйаппаратограниченийнаформированиетаблиц,которыйпозволяетустранитьдублирование,обеспечиваетнепротиворечивостьхранимыхданныхиуменьшаеттрудозатратынавведение(ввод,корректировку)БД.Процесснормализациизаключаетсявразложении(декомпозиции)исходныхтаблицнаболеепростые.

Основныепреимуществанормализации:

· Лучшаяобщаяорганизациябазыданных

· Сокращениеизбыточностиинформации

· Непротиворечивостьинформациивнутрибазыданных

· Болеегибкийпроектбазыданных

· Большаябезопасностьданных

Процесснормализацииданныхприводиткулучшениюихобщейорганизации,темсамымоблегчаяработукаждому—отпользователя,которыйобращаетсяктаблицам,доадминистраторабазыданных(DBA),ответственногозауправлениевсемиобъектамибазыданныхвцелом.Снижениеизбыточностиданныхвлечетзасобойупрощениеихструктурыиспособствуетрациональномуиспользованиюдисковогопространства.Вследствиеминимизациидублирующейинформациизначительноуменьшаетсявероятностьпоявленияпротиворечивыхданных—этоотносится,например,кслучаю,когдаводнутаблицуимясотрудникакомпаниивведенокакSTEVESMITH,втовремякаквдругойтаблицеонзначитсяподименемSTEPHENR.SMITH.Нормализациябазыданныхсразбиениемеенаболеемелкиетаблицыдаетвамбольшуюгибкостьприизменениисуществующихструктурданных.Согласитесь,чтонамногопрощеизменитьнескольконебольшихтаблиц,содержащихограниченноеколичестводанных,чемоднуогромнуютаблицу,вкоторойхранитсявсяжизненноважнаяинформация.Инаконец,нормализацияспособствуетповышениюбезопасностиинформациивтомсмысле,чтоадминистраторбазыданныхможетпредоставлятьнекоторымпользователямдоступлишькограниченномучислутаблиц.Послепроведениянормализациибазыданныхорганизациязащитыхранимойвнейинформациизначительноупрощается.

Базазнаний-совокупностьсистематизированныхосновополагающихсведений,относящихсякопределённойобластизнания,хранящихсявпамятиЭВМ,объёмкоторыхнеобходимидостаточендлярешениязаданногокругатеоретическихилипрактическихзадач.ВсистемеуправленияБЗиспользуютсяметодыискусственногоинтеллекта,специальныеязыкиописаниязнаний,интеллектуальныйинтерфейс

Знанияопредметнойобласти,ееобъектахизакономерностяхописываютсянанекоторомформальномязыке,называемомязыкомпредставлениязнаний(ЯПЗ).Приэтом,ЯПЗдолженобеспечиватьнетольковозможностьформальнойзаписизнаний,ноинеобходимуюобработкуэлементовэтойзаписи.Совокупностьзнаний,хранящаясявовнешнейпамятиЭВМ,называетсясистемойзнаний;наднейпроизводятсяразличныеоперации:поискнеобходимойинформации,еемодификация,интерпретациязнаний,выводновыхзнанийнаосновеимеющихсяит.д.

Грубоговоря,можносказать,чтоеслиБДсодержитсобственноданныеонекоторойпредметнойобласти,тоБЗсодержиткаксамиданные,такиописаниеихсвойств.

Базазнаний–этоодинилинесколькоспециальнымобразоморганизованныхфайлов,хранящихсистематизированнуюсовокупностьпонятий,правилифактов,относящихсякнекоторойпредметнойобласти.Содержимоебаззнанийоформляется,связываетсямеждусобойипредставляетсятакимобразом,чтобынаегоосновеможнобылоспомощьюспециальныхпрограммосуществлятьрассужденияиделатьвыводы,получаясведения,которыевявномвидемогутнеприсутствоватьвбазахзнаний.

ТрадиционныеБДявляютсяпассивными.Онииграюторганизующуюроль,направленнуюнаобеспечениехраненияданных.Всяпроцедурнаялогика,включаявыборкуимодификациюданных,координируетсявнесферыуправленияданными.