Шпаргалка по дисциплине "Информатика"

История баз данных в узком смысле рассматривает базы данных в традиционном (современном) понимании. Эта история начинается с 1955 года, когда появилось программируемое оборудование обработки записей. Программное обеспечение этого времени поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Для хранения данных использовались перфокарты.[10]

Оперативные сетевые базы данных появились в середине 1960-х. Операции над оперативными базами данных обрабатывались в интерактивном режиме с помощью терминалов. Простые индексно-последовательные организации записей быстро развились к более мощной модели записей, ориентированной на наборы. За руководство работой Data Base Task Group (DBTG), разработавшей стандартный язык описания данных и манипулирования данными, Чарльз Бахман получил Тьюринговскую премию.

В это же время в сообществе баз данных COBOL была проработана концепция схем баз данных и концепция независимости данных.

Следующий важный этап связан с появлением в начале 1970-х реляционной модели данных, благодаря работам Эдгара Ф. Кодда. Работы Кодда открыли путь к тесной связи прикладной технологии баз данных с математикой и логикой. За свой вклад в теорию и практику Эдгар Ф. Кодд также получил премию Тьюринга.

Сам термин база данных (англ. database) появился в начале 1960-х годов, и был введён в употребление на симпозиумах, организованных компанией SDC в 1964 и 1965 годах, хотя понимался сначала в довольно узком смысле, в контексте систем искусственного интеллекта. В широкое употребление в современном понимании термин вошёл лишь в 1970-е годы.[11]

Виды баз данны]

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям. Например, в «Энциклопедии технологий баз данных»,[5] по материалам которой написан данный раздел, определяются свыше 50 видов БД.

Основные классификации приведены ниже.

Классификация по модели данных[править | править вики-текст]

Примеры:

Иерархическая

Объектная и объектно-ориентированная

Объектно-реляционная

Реляционная

Сетевая

Функциональная.

 

 

 Банки данных

Банк данных содержит два основных компонента: база данных (БД) - датологическое представление информационной модели программного обеспечения, и система управления базой данных (СУБД), с которой реализуется централизованное управление хранимыми в ней данными, доступом к ним и их поддержке в состоянии, соответствующем состоянию программного обеспечения (ПО) Кузин А.В. Базы данных. 2-е, издИздательский центр «Академия», [Текст] / - М., 2008-С. 65. Есть ряд уровней абстрагирования, рассматривая процессы обработки данных, так как компьютер и технические устройства обработки, где рассмотрение выполняется на уровне разрядов - биты, и окончание конечного пользователя, имеющего дело с абстракциями, представленными посредством естественного языка и других средств представления, чтобы работать пользователю в этой или иной области деятельности.

Соответственно и БД возможно рассмотреть на различных уровнях абстрагирования. Выберая их в зависимости от специального назначения. Например, пользователь, который не является экспертом в области обработки данных, выбирает адекватный уровень абстрагирования для удобства работы с БД, для производительности качественной разработки структур данных, для решения задач рационального устройства БД на запоминающих устройствах и т.д. При размещении БД на внешних устройствах памяти большого объема (например, на жестких дисках) используется самый нижний уровень абстагирования, который называют материальным (физическая БД). Она находится на одном уровне битов (или байт) и физического адреса на запоминающих устройствах.

Администратор БД. Необходимо отметить, что рассматрение всей схемы управления БД на физическом уровне, без касающегося символа процессов, текущих в технических устройствах, необходимо рассмотреть и операционную систему (ОС) компьютера, поскольку программы управления БД выполняются сразу под контролем ОС и во многих случаях на уровне с другими программами (например, программы решения инженерно-технических задач) в режиме мультипрограммы. Поэтому показания обслуживания программ, в которые включены в ОС, по существу влияют на общее время обработки запросов пользователей. Рекомендуемое время реакции системы после запроса пользователя, исходя из происхождения его психологических характеристик, не превышает 3 с. И таким образом, если программы задержек ОС управления БД в общей очереди исполнимой программы на компьютере будет занимать большое колличество времени, условие не будет реализовано.

У централизованного управления по условию есть преимущества по сравнению с нормальной файловой системой:- Аббревиация избыточности хранения данных; - Аббревиация трудового ввода разработки, поддержки и обновления интегральной схемы; - Поддержка удобного доступа к данным относительно потребителей - профессионалам в обстановке обработки данных, так и конечным пользователям.

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных[1].

Основные функции СУБД[править | править вики-текст]

управление данными во внешней памяти (на дисках);

управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию,

процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификации СУБД[править | править вики-текст]

По модели данных[править | править вики-текст]

Примеры:

Иерархические

Сетевые

Реляционные

Объектно-ориентированные

Объектно-реляционные

По степени распределённости[править | править вики-текст]

Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД[править | править вики-текст]

Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком[2].

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

Клиент-серверные

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в видеподключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы.

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

АСНИ — Автоматизированная Cистема Научных Исследований (реже используются термины САНИ - система автоматизации научных исследований и САЭ - система автоматизации эксперимента) — это программно-аппаратный комплекс на базе средств вычислительной техники, предназначенный для проведения научных исследований или комплексных испытаний образцов новой техники на основе получения и использования моделей исследуемых объектов, явлений и процессов.

Области науки и техники, в которых применение АСНИ наиболее эффективно:

ядерная физика (сбор и обработка экспериментальных данных, получаемых на реакторах, ускорителях и установках термоядерного синтеза);

физика плазмы и физика твердого тела;

радиофизика и электроника;

астрономия и радиоастрономия;

космические исследования (обработка информации, получаемой с искусственных спутников);

геология и геофизика (разведка полезных ископаемых);

исследования Мирового океана, экологические исследования, прогнозирование погоды и стихийных бедствий;

биология и медицина (исследования в области молекулярной биологии, микробиологического синтеза, диагностики заболеваний);

химическая технология (моделирование технологических процессов, получение материалов с заданными свойствами);

исследования сложных технологических процессов в промышленности;

исследования и разработки в области энергетики (электростанции, сети электропередачи, энергетические системы);

исследования и разработки в области транспортных коммуникаций, сетей связи и сетей вычислительных машин;

натурные и стендовые испытания сложных технических объектов (летательных аппаратов, транспортных устройств, машин, сооружений);

экономика, социальные исследования, право и языкознание.

Границы АСНИ определить трудно, нередко в ее рамках решаются частные задачи, присущие другим разновидностям автоматизированных систем: АСУ ТП, САПР, ГИС, САЕ и др. В любом случае, основной задачей АСНИ является получение новых знаний об исследуемом процессе, объекте или явлении.

Примеры[править | править вики-текст]

EPICS - (от англ.  Experimental Physics and Industrial Control System) - Система управления для экспериментальной физики и промышленности, разработка Аргоннской национальной лаборатории, США;

TANGO - (от англ.  TAco Next Generation Objects) - Свободная распределенная система управления экспериментальными установками, разрабатываемая европейским сообществом синхротронов;

Экспертная система

Экспе́ртная систе́ма (ЭС, англ. expert system) — компьютерная система, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Современные ЭС начали разрабатываться исследователями искусственного интеллекта в 1970-х годах, а в 1980-х получили коммерческое подкрепление. Предтечи экспертных систем были предложены в 1832 годуС. Н. Корсаковым, создавшим механические устройства, так называемые «интеллектуальные машины», позволявшие находить решения по заданным условиям, например определять наиболее подходящие лекарства по наблюдаемым у пациента симптомам заболевания[1].

В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода ипринятия решений, а базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.

Похожие действия выполняет такой программный инструмент как «Мастер» (англ. Wizard). Мастера применяются как в системных программах так и в прикладных для упрощения интерактивного общения с пользователем (например, при установке ПО). Главное отличие мастеров от ЭС — отсутствие базы знаний — все действия жестко запрограммированы. Это просто набор форм для заполнения пользователем.

Другие подобные программы — поисковые или справочные (энциклопедические) системы. По запросу пользователя они предоставляют наиболее подходящие (релевантные) разделы базы статей(представления об объектах областей знаний, их виртуальную модель).

В настоящее время «классическая» концепция экспертных систем, сложившаяся в 70-80 годах прошлого века, переживает серьезный кризис, по всей видимости связанный с её глубокой ориентацией на общепринятый в те годы текстовый человеко-машинный интерфейс, который в настоящее время в пользовательских приложениях полностью вытеснен графическим (GUI). Кроме того, «классический» подход к построению экспертных систем плохо согласуется с реляционной моделью данных, что делает невозможным эффективное использование современных промышленных СУБД для организации баз знаний таких систем. Все приводимые в литературных и интернет-источниках примеры «известных» или «распространенных» экспертных систем на самом деле относятся к 80-м годам прошлого столетия и в настоящее время давно не существуют, либо безнадежно устарели и поддерживаются лишь немногочисленными энтузиастами. С другой стороны, нередко в качестве маркетингового хода экспертными системами объявляются современные программные продукты, в «классическом» понимании таковыми не являющиеся (например, компьютерные справочно-правовые системы). Предпринимаемые энтузиастами попытки объединить «классические» подходы к разработке экспертных систем с современными подходами к построению пользовательского интерфейса (проекты CLIPS Java Native Interface, CLIPS.NET и др.) не находят поддержки среди крупных компаний-производителей программного обеспечения и по этой причине остаются пока в экспериментальной стадии.