Что такое предметная область базы данных
Научная электронная библиотека
1.1. Предметная область, информация, данные
Охарактеризуем некоторые основные понятия теории баз данных [1, 4–6], которыми будем пользоваться в дальнейшем.
Предметная область – это часть реального мира, которая подлежит изучению с целью автоматизации организации управления.
Предметной областью информационной системы является совокупность объектов, свойства которых и отношения между которыми представляют интерес для пользователей ИС.
Любая предметная область может быть разбита на фрагменты. Каждый фрагмент оперирует со своими объектами и с множеством пользователей, которые имеют свои взгляды на предметную область, поэтому выявление предметной области и ее анализ является неотъемлемой частью разработки любой информационной системы.
В компьютерных системах описание некоторого формального объекта определяется посредством установления разнообразных по своим свойствам отношений этого объекта с другими объектами такого же рода.
Информация (Федеральный Закон) – сведения о предметах, лицах, событиях фактах, процессах и явлениях независимо от формы их представления.
Информация – это совокупность знаний (фактических данных) об объектах предметной области и зависимостях между ними.
Информация является одним из видов ресурсов, которые используются человеком в быту и профессиональной деятельности. К ресурсам относятся время, сырье, персонал и финансы. Каждый из видов ресурсов обладает такими свойствами как полезность и стоимость.
Полезность информации подтверждается тем, что любое предприятие при управлении другими ресурсами зависит от обеспеченности информацией. Отсутствие своевременной и достоверной информации усложняет деятельность любого предприятия. В условиях конкуренции данные становятся товаром и, следовательно, обладают стоимостью.
Информация бывает трех видов:
Оперативная информация извлекается из оперативных данных (ведомости, данные инженерных расчетов и т.п.). Тактическая информация представляет собой информацию, полученную после обработки оперативной информации (например, квартальные отчеты). Стратегическая информация – это результаты прогнозирования.
Данные – термин, который связан с представлением информации. Иными словами, сведения, зафиксированные на каком-либо материальном носителе, принято называть данными.
Данные – информация, представленная в виде пригодном для обработки ИС.
Возросший объем данных приводит к необходимости управления данными, т.е. приводит к базам данных.
БД – это системы хранения информации, обращение к которым может осуществляться через средства управления базами данных (СУБД).
Основное предназначение БД – предоставление пользователю необходимой информации в нужном месте и в нужное время. Индустрия СУБД [6, 7] в настоящее время вполне состоялась. Условия на рынке БД в настоящее время определяют такие фирмы как Oracle, IBM и Microsoft.
Необходимо выделить следующие формы деятельности БД.
Во-первых, оперативная обработка информации. Приложения с такими БД используются для поддержания ежедневной активности предприятия. Такие приложения требуют быстрой реакции и жесточайшего контроля над целостностью и безопасностью данных. Примерами таких приложений являются системы учета отработанного времени работниками предприятия; системы учета на складе; система учета книг в библиотеке и т.п.
Во-вторых, системы поддержки принятия решений. Они используются с целью анализа данных. Пользователям в таких приложениях должна быть предоставлена возможность конструирования запросов к БД различной сложности, осуществления поиска зависимостей, вывода данных в графических формах и передачи данных в другие приложения, например, текстовые редакторы или статистические пакеты.
С другой стороны приложения в зависимости от области применения подразделяются на два типа:
● офисные БД, предназначенные для поддержания деятельности средних и небольших фирм, не связанных с производственной деятельностью;
● БД для промышленной автоматизации.
С точки зрения организации информации производственная автоматизация несколько запаздывает по сравнению с офисной. Это связано с тем, что традиционные БД зачастую неприменимы для систем промышленной автоматизации.
Вот некоторые ограничения:
1. Генерация данных в производственных процессах происходит с большой скоростью и для хранения производственного архива с 7000 переменных в БД каждую секунду необходимо вставлять 7000 строк. Офисные БД не обладают таким быстродействием.
2. Заводской архив с таким количеством характеристик (7000) требует под размещение БД примерно 1 Терабайт дисковой памяти. Сегодняшние БД такими объемами манипулировать не могут.
Предметная область базы данных и ее модели
Понятие предметной области
Понятие предметной области базы данных является одним из базовых понятий информатики и не имеет точного определения. Его использование в контексте ИС предполагает существование устойчивой во времени соотнесенности между именами, понятиями и определенными реалиями внешнего мира, не зависящей от самой ИС и ее круга пользователей. Таким образом, введение в рассмотрение понятия предметной области базы данных ограничивает и делает обозримым пространство информационного поиска в ИС и позволяет выполнять запросы за конечное время.
Методы математической логики позволяют формализовать эти утверждения и представить их в виде, пригодном для анализа.
Пример. Рассмотрим высказывание: Студент Иванов А.А, родился в 1982 году. Оно выражает следующие свойства объекта «Иванов А.А.»:
ЯВЛЯЕТСЯ СТУДЕНТОМ (Иванов А.А.)
Различают статические и динамические ситуации. Примерами статических ситуаций являются такие ситуации, как иметь цвет, иметь возраст. Примерами динамических ситуаций являются такие ситуации, как создать утюг, выпечь хлеб.
Понятие предметной области было введено в начале 80-х годов прошлого века, когда учеными в области ИС была осознана необходимость использовать семантические модели для представления информации в компьютерных системах. Так же как требования к компьютерной системе формируются средствами естественного языка, так и информация в компьютерных системах представляется средствами особого языка с определенной семантикой. Такой подход впервые был представлен П. Ченом в 1976 году.
Предметная область базы данных и ее модели
Понятие предметной области
Понятие предметной области базы данных является одним из базовых понятий информатики и не имеет точного определения. Его использование в контексте ИС предполагает существование устойчивой во времени соотнесенности между именами, понятиями и определенными реалиями внешнего мира, не зависящей от самой ИС и ее круга пользователей. Таким образом, введение в рассмотрение понятия предметной области базы данных ограничивает и делает обозримым пространство информационного поиска в ИС и позволяет выполнять запросы за конечное время.
Методы математической логики позволяют формализовать эти утверждения и представить их в виде, пригодном для анализа.
Пример. Рассмотрим высказывание: Студент Иванов А.А, родился в 1982 году. Оно выражает следующие свойства объекта «Иванов А.А.»:
ЯВЛЯЕТСЯ СТУДЕНТОМ (Иванов А.А.)
Различают статические и динамические ситуации. Примерами статических ситуаций являются такие ситуации, как иметь цвет, иметь возраст. Примерами динамических ситуаций являются такие ситуации, как создать утюг, выпечь хлеб.
Понятие предметной области было введено в начале 80-х годов прошлого века, когда учеными в области ИС была осознана необходимость использовать семантические модели для представления информации в компьютерных системах. Так же как требования к компьютерной системе формируются средствами естественного языка, так и информация в компьютерных системах представляется средствами особого языка с определенной семантикой. Такой подход впервые был представлен П. Ченом в 1976 году.
Урок 19
§12 (1, 2, 3). База данных как модель предметной области
Содержание урока:
 | 12.2. Предметная область и её моделирование |  |
| 12.1. Общие представления об информационных системах |  | 12.3. Представление о моделях данных |
12.2. Предметная область и её моделирование
Предметная область — это часть реального мира, рассматриваемая в рамках определённой деятельности. Например, можно рассматривать такие предметные области, как школа, библиотека, поликлиника, кинотеатр, склад и т. д.
В предметной области можно выделить некоторые объекты (классы объектов) и зафиксировать их свойства (атрибуты).
Объект предметной области — это факт, лицо, событие, предмет, о котором могут быть собраны данные.
Информационный объект или сущность — это описание некоторого класса реальных объектов в виде совокупности свойств.
Сущность предметной области — это класс объектов предметной области; по сути, это совокупность однотипных объектов.
Примерами объектов (с точки зрения внешнего мира) или сущностей (с точки зрения БД) являются ученик, класс, кабинет, время занятий и т. д. Сущность УЧЕНИК может быть представлена в БД с помощью следующих атрибутов: номер личного дела, фамилия, имя, отчество, год рождения. Это можно записать так:
УЧЕНИК (НОМЕР ЛИЧНОГО ДЕЛА, ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ГОД РОЖДЕНИЯ).
Между объектами, а следовательно, и между соответствующими им сущностями могут существовать связи одного из следующих типов:
• «один к одному» (обозначается 1 : 1);
• «один ко многим» (обозначается 1 : М);
• «многие к одному» (обозначается М : 1);
• «многие ко многим» (обозначается М : М).
Связь 1 : 1 имеет место, когда одному экземпляру одной сущности соответствует один экземпляр другой сущности. Такая связь может быть установлена между сущностями ВЫПУСКНИК_ ШКОЛЫ и АТТЕСТАТ: каждый выпускник школы получает аттестат о среднем образовании и каждый аттестат принадлежит одному выпускнику.
Связь 1 : М имеет место, когда одному экземпляру одной сущности может соответствовать несколько экземпляров другой сущности. Например, у матери может быть несколько детей; в одном кинотеатре может быть несколько залов; в одном классе, как правило, множество учеников.
Связь М : 1 является противоположной к связи 1 : М; она имеет место, когда нескольким экземплярам одной сущности соответствует один экземпляр другой сущности. Например, несколько учеников учатся в одном классе.
Связь М : М имеет место, когда нескольким экземплярам одной сущности соответствует несколько экземпляров другой сущности. Например, многие ученики получают много разных оценок; каждый учитель, преподающий в 11 классе, обучает многих учащихся, а каждый учащийся 11 класса обучается у нескольких учителей; один автор может написать несколько книг, и, в то же время, одна книга может быть написана несколькими авторами.
Существуют связи, которыми каждый экземпляр одной сущности обязательно связан с одним или несколькими экземплярами другой сущности.
Например, связь между сущностями КЛАСС и УЧЕНИК такова, что каждый ученик принадлежит к определённому классу, и каждый класс состоит из определённой группы учеников. Возможны связи, при которых каждый экземпляр одной сущности не обязательно связан хотя бы с одним экземпляром другой сущности.
Для создания БД необходимо, прежде всего, построить модель её предметной области, определив, данные о каких объектах будут в ней храниться и какие связи между этими данными необходимо учесть.
Модель предметной области, включающую в себя сущности, их атрибуты и связи между сущностями называют моделью «сущность- связь», или ER-моделью (от англ. Entity-Relationship — сущность- связь).
Для большей наглядности при создании моделей «сущность- связь» пользуются условными графическими обозначениями: сущности изображаются в виде прямоугольников, атрибуты — в виде эллипсов, связи — в виде ромбов.
Построим модель «сущность-связь» для предметной области «Авиаперелёты», в которой рассмотрим две сущности: ПАССАЖИР и БИЛЕТ (рис. 3.23).
Рис. 3.23. Модель «сущность-связь» предметной области «Авиаперелёты»
Каждый пассажир, собирающийся лететь, например, в Париж, имеет билет. Двух одинаковых билетов, как и двух одинаковых пассажиров, не существует. Сущность ПАССАЖИР в данной модели характеризуется свойствами: ФАМИЛИЯ, ИМЯ и ДОКУМЕНТ, удостоверяющий личность. Атрибуты сущности БИЛЕТ — РЕЙС, ДАТА, ВРЕМЯ, РЯД, МЕСТО и НОМЕР БИЛЕТА. Между сущностями ПАССАЖИР и БИЛЕТ существует связь Имеет. Это связь «один к одному»; соответствующие обозначения находятся над линиями связи возле прямоугольников сущностей. Эта связь является обязательной (сплошная линия на схеме) для сущности ПАССАЖИР (для того чтобы быть пассажиром, человек должен иметь билет) и необязательной (пунктирная линия на схеме) для сущности БИЛЕТ, поскольку не все билеты на рейс могут быть проданы.
Cкачать материалы урока
Предметная область базы данных и ее модели
Понятие предметной области
Понятие предметной области базы данных является одним из базовых понятий информатики и не имеет точного определения. Его использование в контексте ИС предполагает существование устойчивой во времени соотнесенности между именами, понятиями и определенными реалиями внешнего мира, не зависящей от самой ИС и ее круга пользователей. Таким образом, введение в рассмотрение понятия предметной области базы данных ограничивает и делает обозримым пространство информационного поиска в ИС и позволяет выполнять запросы за конечное время.
Методы математической логики позволяют формализовать эти утверждения и представить их в виде, пригодном для анализа.
Пример. Рассмотрим высказывание: Студент Иванов А.А, родился в 1982 году. Оно выражает следующие свойства объекта «Иванов А.А.»:
ЯВЛЯЕТСЯ СТУДЕНТОМ (Иванов А.А.)
Различают статические и динамические ситуации. Примерами статических ситуаций являются такие ситуации, как иметь цвет, иметь возраст. Примерами динамических ситуаций являются такие ситуации, как создать утюг, выпечь хлеб.
Понятие предметной области было введено в начале 80-х годов прошлого века, когда учеными в области ИС была осознана необходимость использовать семантические модели для представления информации в компьютерных системах. Так же как требования к компьютерной системе формируются средствами естественного языка, так и информация в компьютерных системах представляется средствами особого языка с определенной семантикой. Такой подход впервые был представлен П. Ченом в 1976 году.