17222

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лекция №1 Представление информационных объектов Элементы информацию о которых необходимо сохранить будем называть объектами. Объект может быть материальным например служащий изделие или населенный пункт и нематериальным например событие название задания...

Русский

2013-06-30

150 KB

5 чел.

Лекция №1

Представление информационных объектов

Элементы, информацию о которых необходимо сохранить, будем называть объектами. Объект может быть материальным (например, служащий, изделие или населенный пункт) и нематериальным (например, событие, название задания, счет покупателя, индекс прибыли или абстрактная идея).

Для представления объектов реального мира в электронном виде выделяют три области (рисунок 1), которые описывают хранимую информацию.

Реальный мир

Информация

Данные

Первая область — реальный мир, в котором объекты существуют и имеют определенные свойства.

Вторая область — область идей и информации, существующих в представлении людей (экспертов). Здесь говорят об атрибутах объектов и обозначают атрибуты символически: на естественном языке или и языке программирования, при этом атрибутам приписывают конкретные значения.

Третья область — область, в которой используются символы или биты для кодирования элементов информации.

Элемент данных представляет атрибут, и атрибут должен быть связан с соответствующим объектом. Можно, например, хранить значения элемента данных: синий, зеленый или красный с белыми полосами, которые могут быть впоследствии связаны с некоторыми конкретными элементами данных, например, цвет автомобиля.

Определим данные следующим образом:

Данные – это сведения полученные путем измерения, наблюдения, логических или арифметических операций, и представленные в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и (автоматизированной) обработки.

МОДЕЛЬ ДАННЫХ

Так как минимальным фрагментом данных является элемент данных, то он не может подразделяться на меньшие типы данных, не теряя при этом смысла для пользователя. Для схематического представления элемента данных будем использовать эллипс, внутри которого записывается имя типа элемента данных.

Например,

Сам по себе элемент данных ничего не представляет. Он приобретает смысл только тогда, когда он связан с другими элементами данных. Такую связь можно изобразить следующим образом:

Таким образом,

База данных (БД)- совокупность связанных данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ. База данных является информационной моделью предметной области. Обращение к базам данных осуществляется с помощью системы управления базами данных (СУБД).

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и лингвистических средств общего или специального назначения, реализующий поддержку создания БД, централизованного управления и организации доступа к ним различных пользователей в условиях принятой технологии обработки данных.

СУБД характеризуется используемой моделью, средствами администрирования и разработки прикладных процессов.

СУБД обеспечивает:

- описание данных;

- манипулирование данными;

- физическое размещение записей данных;

- защиту от сбоев, поддержку целостности данных и их восстановление;

- работу с транзакциями и файлами;

- безопасность данных.

СУБД определяет модель представления данных.

Банк данных (БнД) - автоматизированная информационная система централизованного хранения и коллективного использования данных. В состав банка данных входят одна или несколько баз данных, справочник баз данных, СУБД, а также библиотеки запросов и прикладных программ.

Устно. Существуют различные способы изображения схемы. На диаграмме, которую здесь используется, не показан способ физического хранения данных. На ней показаны только логические связи между элементами данных. Например, схема метрополитена не имеет отношения к физическому расположению путей и станций. На ней не показаны реальные изгибы путей и реальные расстояния между станциями. Подобно схеме БД, на ней просто представлены связи между станциями. Ее можно рассматривать как модель реального мира, которая не имеет, в общем, большого сходства с действительностью, но которая может быть полезной ее пользователям в качестве ободном из представлений реального мира.

Под моделью данных будем понимать средство, позволяющее реализовать интерпретацию данных в соответствии с указанными требованиями.

Интерпретация данных – это совокупность предположений о характере данных, полученных в результате проведенного анализа.

С одной стороны модель данных определяет правила, в соответствии с которыми структурируются данные, с другой – для интерпретации семантики данных и способа их использования необходимо определить операции над данными.

Таким образом, для формального представления модели данных используется описание (кортеж) вида:

M = <D, R, O>

где - Dмножество данных;

- R – отношения (связи) между данными;

- Oоперационная спецификация.

Устно. Описание связи между элементами модели данных можно выразить треугольником Фреге.

Строение знака – треугольник Фреге

I. Предмет, вещь, явление действительности, в математике – число и т. д. Иное название – денотат, Иногда этой вершиной треугольника обозначают не саму вещь, а ее восприятие или представление о ней, словом ее отражение в сознании человека, называя это сигнификат. Сущность схемы-треугольника от этого не изменится.

II. 3нак: в лингвистике, например, фонетическое слово или написанное слово; в математике – математический символ; иное название, принятое особенно в философии и математической логике, – имя.

III. Понятие о предмете, вещи. Иные названия: в лингвистике – десигнат, в математике – смысл имени, или концепт денотата.

Например:

константа, выражающая

22/7       отношение длины окружности

к длине её диаметра

СХЕМА и подсхемы

Для обработки данных средствами СУБД необходимо БД описывать формальным образом. Описание общей логической структуры БД называются схемой.

Схема содержит имена объектов и определяет существующую между ними связь. Схема данных не меняется, в то время как значения, соответствующие схеме – изменяются.

Если схема содержит значения элементов данных из D, то она называется экземпляром схемы.

Различают понятия тип записи и экземпляр записи. Запись (подобно схеме) — структура, в которую можно помещать конкретные значения данных, которые могут при необходимости изменять. Запись, заполненная некоторыми значениями, называется экземпляром записи.

Подобное отличие между записью и экземпляром записи существует и для элементов данных, и для агрегатов данных, и для всех других категорий данных.

Устно. Для краткости иногда используют такие термины, как элемент данных ДОЛЖНОСТЬ, в то время как на самом деле это элемент данных типа ДОЛЖНОСТЬ; или запись ПОСТАВЩИК, в то время как это запись типа ПОСТАВЩИК, и т. д.

Очевидно, что экземпляр определяет динамические свойства БД, которые могут изменяться в результате выполнения некоторых операций, в то время как схема определяет статические свойства. Текущий экземпляр называют состоянием (БД, записи и т.д.). При этом каждая операция из O переводит БД из одного состояния в другое.

Термин схема используется для определения полного списка всех типов элементов данных и типов записей, хранимых в БД. Термин подсхема определяет описание данных, которое использует конечный пользователь. На основании одной схемы можно составить различные подсхемы. Пользователь необязательно должен иметь представление о схеме БД в целом, хотя бы потому, что она может достаточно сложной.

СУБД автоматически, используя заданную операционную спецификацию, получает данные, соответствующие подсхеме, на основе данных, описанных в схеме, и передают их пользователю или прикладной программе.

АССОЦИАЦИИ (связи) ЭЛЕМЕНТОВ ДАННЫХ

Связи между двумя элементами данных могут быть двух типов.

Первый тип — связь «один к одному», 1 : 1. Такая связь означает, что в каждый момент времени, каждому значению элемента А соответствует 0 или 1 значение ассоциированного (связного) с ним элемента В.

Между элементами НОМЕР-сотрудника и ДОЛЖНОСТЬ связь «один к одному», т.е. каждому значению элемента данных НОМЕР-сотрудника соответствует только одно значение ДОЛЖНОСТЬ, в обозначении

Это означает, что А идентифицирует В. Если известна величина А, то можно узнать величину В.

Второй тип — связь «один ко многим», 1:М. Она означает, то одному значению А соответствует 0, 1 или несколько значений ассоциированного (связного) с А элемента В.

Связью типа «один ко многим» является связь между элементом номер-сотрудника и элементом НОМЕР-ТЕЛЕФОНА. Для одного значения номер-сотрудника может быть 0, 1 или несколько значений элемента НОМЕР-ТЕЛЕФОНА, в обозначении

Между двумя любыми элементами данных может существовать связь в обоих направлениях. Таким образом, возможны четыре типа прямой и обратной связи 1:1, 1:М, М:1 и М:М.

Например.

Схема.

Экземпляр схемы.

А

В

12

7

27

16

28

33

42

71

90

89

Схема.

Экземпляр схемы.

А

В

12

7

27

16

28

33

42

71

90

89

Схема.

Экземпляр схемы.

А

В

12

7

27

16

28

33

42

71

90

89

Между N типами элементов данных возможно N(N-1) связей.

Для уменьшения количества связей до разумного числа элементы их объединяют в группы, называемые записями, сегментами или кортежами (отличие терминологии одного программного продукта от другого).

Основная группа элементов данных содержит ключевой элемент данных, который идентифицирует другие элементы данных.

Ключ записи иногда состоит из нескольких элементов данных, например НОМЕР-РЕЙСА и ДАТА в системе резервирования авиабилетов. Такой ключ называется сцепленным или составным. Он обрабатывается как один элемент данных. Поэтому на диаграмме его представляют как один элемент данных:

Символ «+» используется для объединения компонентов сцепленного ключа. Часть сцепленного ключа в свою очередь может быть ключом другой записи, а именно:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17433. Исследование управляемого выпрямителя на тиристорах 316.34 KB
  Отчет по лабораторной работе №4 Исследование управляемого выпрямителя на тиристорах Цель работы: изучение принципа регулирования выходного напряжения выпрямителя; ознакомление с работой схемы бесконтактного регулируемого выпрямительного устройства Описани
17434. Определение компонентов системного блока 43.5 KB
  Лабораторная работа Определение компонентов системного блока Краткие теоретические сведения 1. При подаче питания на процессор происходит его обращение к микросхеме ПЗУ и запуск программы инициализирующей работу компьютера. В этот момент на экране монитора набл...
17435. Ознайомлення з роботою широтно-імпульсного модулятора 248.5 KB
  Мета роботи :Ознайомлення з роботою широтноімпульсного модулятора. Теоретичні відомості Широтноімпульсна модуляція ШІМ англ. Pulsewidth modulation PWM наближення бажаного сигналу багаторівневого або неперервного до дійсних бінарних сигналів таким чином щоби в середнь...
17436. Ознайомлення з принципом роботи частотомірів 701 KB
  Мета роботи Ознайомлення з принципом роботи частотомірів Теоретичні відомості Вимірювання частоти та періоду сигналів по методу прямого перетворення базується на реалізації двох операцій: перетворенні вимірюваного сигналу в послідовність дискретних імпульсів ц
17437. Ознайомлення з принципом роботи аналого-цифрових перетворювачів порозрядного зрівноваження 402 KB
  Мета роботи :Ознайомлення з принципом роботи аналогоцифрових перетворювачів порозрядного зрівноваження. Теоретичні відомості Аналогоцифрове перетворення використовується для обробки зберігання або передачі аналогових сигнал в цифровій формі. Наприклад швидкі в
17438. Ознайомлення з роботою систем автоматичного регулювання зі зворотнім зв’язком 198 KB
  Мета роботи:Ознайомлення з роботою систем автоматичного регулювання зі зворотнім зв’язком. Теоретичні відомості Значні обчислювальні та логічні можливості ЕОМ визначають їх використання для керування автоматизованими об’єктами. Інтегральні пристрої цифрового опр
17439. Поняття Колективного несвідомого та архетипу в концепції К. Юнга 23.87 KB
  Поняття Колективного несвідомого та архетипу в концепції К. Юнга Аналітична психологія один з видів аналізу особистості засновником якого є швейцарський психолог і культуролог К. Г. Юнг. Цей напрямок близький до психоаналізу однак має істотні відмінності. Його
17440. Основні етапи розвитку позитивізму 20.68 KB
  Основні етапи розвитку позитивізму Незвичайність новітніх наукових відкриттів гостро поставила питання про природу наукових понять співвідношення чуттєвого і раціонального моментів пізнання емпіричного і теоретичного знання про істину та її критерії законом...