- •1.1. Архитектура хост/терминал
- •1.2. Архитектура файл/серввр
- •2.1 Сетевая модель данных
- •2.2. Реляционная модель данных
- •4.2. Первичные ключи. Что выбрать в качестве первичных ключей для каждой из таблиц?
- •4.3. Нормализация данных
- •4.4. Типы данных
- •5.1. Предназначение IDEF1X
- •5.2. Сущности в IDEF1X и их атрибуты
- •5.3. Связи между сущностями
- •5.4. Идентификация сущностей. Представление о ключах
- •5.5.Классификация сущностей в IDEF1X. Зависимые и независимые сущности
- •5.7. Преимущества IDEF1X
- •6.2. Оператор SELECT
- •6.3. Работа с несколькими таблицами
- •6.5. Объединение множества запросов в один
- •6.6.Команды модификации данных
- •6.7. Модификация структуры данных
- •ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию Пермский государственный технический университет
И.А. Шмидт
Информационное обеспечение систем управления
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве конспекта лекций
Пермь 2005
УДК 681.3.06 Ш73
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. С.В. Бочкарев (Пермский государственный технический университет),
канд. техн. наук В.П. Казанцев (Пермский государственный технический университет)
Шмидт И.А.
Ш73 Информационное обеспечение систем управления: Конспект лек ций / Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2005. - 53 с.
Рассмотрены вопросы обработки данных в системах управления, архи тектуры подсистем обработки и хранения данных, способы организации и описания данных, процедура нормализации и язык SQL.
Предназначен для обучающихся на дневном и заочном отделениях на правления 654500 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» по специальности 180400 «Электропривод и автоматика промышленных ус тановок и технологических комплексов».
Рекомендуется для студентов, изучающих курс «Информационное обеспечение систем управления» специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств».
УДК 681.3.06
© Пермский государственный технический университет, 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
1. Архитектуры обработки данных........................................................... |
4 |
1.1. Архитектура хост/терминал.............................................................. |
4 |
1.2. Архитектура файл/сервер.................................................................... |
5 |
1.3. Архитектура клиент/сервер................................................................ |
6 |
1.4. Многозвенная архитектура................................................................ |
7 |
2. Способы организации данных................................................................ |
8 |
2.1. Сетевая модель данных...................................................................... |
8 |
2.2. Реляционная модель данных............................................................. |
9 |
3. Язык SQL как язык работы с реляционными базами..................... |
10 |
4. Данные и взаимосвязи............................................................................ |
12 |
4.1. Объекты................................................................................................... |
12 |
4.2. Первичные ключи. Что выбрать в качестве первичных |
|
ключей для каждой из таблиц? ...................................................................... |
14 |
4.3. Нормализация данных....................................................................... |
15 |
4.4. Типы данных.......................................................................................... |
16 |
5. Основы методологии DDEF1X............................................................... |
20 |
5.1. Предназначение IDEFIX .................................................................... |
20 |
5.2. Сущности в IDEF1X и их атрибуты................................................. |
20 |
5.3. Связи между сущностями................................................................. |
21 |
5.4. Идентификация сущностей. Представление о ключах............ |
22 |
5.5. Классификация сущностей в IDEF1X. Зависимые |
|
и независимые сущности................................................................................ |
24 |
5.6. Типы связей между сущностями. Идентифицирующие |
|
и неидентифицирующие связи....................................................................... |
25 |
5.7. Преимущества IDEF1X...................................................................... |
26 |
5.8. Модель «склад» в нотации IDEF1X................................................ |
,.26 |
6. SQL (Structured System Language)....................................................... |
27 |
6.1. Структура запроса, основные ключевые слова |
|
и операторы......................................................................................................... |
27 |
6.2. Оператор SELECT................................................................................. |
28 |
6.3. Работа с несколькими таблицами................................................... |
39 |
6.4. Вложенные запросы............................................................................ |
42 |
6.5. Объединение множества запросов в один................................... |
46 |
6.6. Команды модификации данных...................................................... |
49 |
6.7. Модификация структуры данных................................................... |
52 |
з
Проблемой многопользовательского доступа является обеспечение согласованной работы многих клиентов с одними данными, т.е. обеспече ние целостности базы данных. При совместной работе нескольких пользо вателей с данными может быть нарушена целостность данных, т.е. при об ращении нескольких пользователей к одним и тем же данным содержание записи становится неопределенным. Для решения проблемы сохранения целостности существуют следующие архитектуры:
1)хост/терминал;
2)файл/сервер;
3)клиент/сервер;
4)многозвенная архитектура.
1.1. Архитектура хост/терминал
При традиционной архитектуре (хост/терминал) СУБД и физические данные размещаются на центральном компьютере (хост-компьютере) вместе с приложением, принимающим входную информацию с пользова тельского терминала (устройство ввода-вывода) и отображающим данные на экране пользователя (рис. 1). Для каждого терминала запускается своя копия приложения (процесс), которая обращается с базой данных. Прило жение и СУБД работают на одном компьютере и, поскольку система об служивает много различных пользователей, каждый из них ощущает сни жение быстродействия по мере увеличения нагрузки на систему.
РисЛ. Архитектура хост/терминал
Преимущества: дешевые терминалы, невысокая загрузка сети (тра фик), эффективнее решается проблема целостности.
Недостатки: мощность ограничена хостом, если в качестве терми нала используются персональные компьютеры, то их ресурсы не исполь зуются.
Данная архитектура применима для больших и очень больших корпо ративных сетей, построенных, как правило, на базе ОС Unix.
1.2. Архитектура файл/серввр
Появление персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей привело к разработке архитектуры файл/сервер (рис. 2). При такой архитектуре приложение, выполняемое на персональном компьютере, мо жет получить «прозрачный» доступ к файловому серверу, на котором хра нятся совместно используемые файлы. Когда приложению, работающему на ПК, требуются данные из совместно используемого файла, сетевое про граммное обеспечение автоматически считывает требуемый блок данных с сервера. В этой архитектуре мы имеем дело с файловым сервером. В дан ной архитектуре вопросами целостности должно заниматься каждое при ложение.
Файл/сервер
Рис. 2. Архитектура файл/сервер
Преимущества: простота, малая стоимость.
Недостатки: низкая надежность и малое количество клиентов, во просы целостности возлагаются на клиентские приложения.
Данная архитектура применяется в простых коробчатых вариантах программного обеспечения (например, 1 :С).
В настоящее время на рынке наиболее популярными СУБД, которые применяют данную архитектуру, являются такие продукты, как Fox Pro, D Base, Paradox, Access.
При архитектуре клиент/сервер персональные компьютеры объедине ны в локальную сеть, в которой имеется сервер, содержащий общие базы данных (рис. 3). В этой архитектуре мы имеем дело с сервером баз данных. Функции СУБД разделены на две части. Пользователь формирует запрос к БД. При помощи клиентской части СУБД запрос передается к серверу БД (ядро СУБД). Сервер БД выполняет запрос и при необходимости возвра щает результат запроса клиенту. Пользовательские запросы объединяются в транзакции. Транзакция - логически связанная последовательность трансляции данных (запросов). Средством написания запросов является язык SQL, который является стандартным языком, обеспечивающим взаи модействие между клиентскими приложениями. Синтаксис и правила вы полнения запросов SQL стандартизированы. В настоящее время этим за нимается американский национальный институт стандартизации ANSI. Помимо стандартных возможностей каждый производитель СУБД может расширять свою версию SQL дополнительными возможностями, которые впоследствии могут стать частью стандарта.
Рис. 3. Архитектура клиент/сервер
Преимущества: использование ресурса, как клиента, так и сервера. Недостатки: при очень большой загрузке (при высоком трафике) па
дает производительность.
Данная архитектура применяется в масштабе предприятия.
В настоящее время на рынке имеется огромное количество СУБД, применяющих данную архитектуру. Наиболее популярные из них ORA CLE, SyBase, MS SQL, InterBase.
При многозвенной архитектуре персональные компьютеры взаимо действуют с сервером приложений через тонкий клиент. (Так называется клиент, который занимается только отображением данных пользователю).
Когда тонкому клиенту, работающему на ПК, требуется получить данные из совместно используемого файла, сервер приложений автомати чески считывает требуемый блок данных с SQL-сервера и, преобразуя их в формат HTML, выдает тонкому клиенту (рис. 4).
Рис. 4. Многозвенная архитектура
Данная архитектура является гибридной. Тонкий клиент позволяет в стандартном формате работать с любыми данными. Сервер приложений является инструментом для отображения данных в формате HTML. Эта архитектура применяется в таких сетях, как Internet (всемирная сеть), Intranet (внутренняя сеть). В сервере приложений запускается столько ко пий приложений, сколько пользователей требует информацию. Широко применяется программное обеспечение для серверов приложений, назы ваемое Apache.
Преимущества: удобство и гибкость (при замене модификации при ложения достаточно заменить его только на сервере приложений), невы сокие требования для клиентского компьютера.
Недостатки: ограничение возможностей, тонкий клиент имеет огра ниченные возможности.