Экономическая информация. Базы данных

Анализ современных СУБД и требований, предъявляемых к ним пользователей, позволяет определить следующие направления их развития:

1. Улучшение сервиса конечных пользователей, администраторов и разработчиков;

2. Разработка новых архитектур СУБД;

3. Расширение областей применения СУБД;

4. Поиск более совершенных моделей представления и типов данных в базах;

5. Комбинирование Web-технологий и баз данных;

6. Превращение СУБД в базы знаний;

7. Разработка хранилищ данных;

8. Стандартизация СУБД и др.



Знания, их виды. Базы знаний

Знания - результат мыслительной деятельности человека, направленной на обобщение его опыта, полученного в результате практической деятельности.

Знания - это закономерности предметной области:

Принципы, связи, законы, - полученные в результате практической деятельности, профессионального опыта, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в этой области классификация знаний:

По глубине: поверхностные и глубинные. Поверхностные - это знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами предметной области. Глубинные - абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру и природу процессов, протекающих в предметной области.

По выполняемым функциям: декларативные и процедурные (процедуральные). Декларативные знания не содержат в явной форме процедур, которые нужно выполнить. Процедурные знания содержат описание некоторых процедур. Состояние объекта представляется в виде набора процедур, с помощью которых обрабатывается определенный участок базы знаний. Существуют и более детализированный подход к классификации знаний. Так, различают: понятийные, конструктивные, процедурные, фактографические знания и метазнания.

Продукционные модели

Продукционная модель - это модель, основанная на правилах, которая

позволяет представить знания в виде предложений типа:

Если (условие), То (действие).

Условие - некоторое предложение-образец, по которому осуществляется поиск по базе знаний.

Действие - действия, выполняемые при успешном исходе поиска. Они могут быть промежуточными, выступающими далее как условия и терминальными или целевыми, завершающими работу системы.

Знания в продукционных моделях представляются в следующей форме:

«Если АТо В». Вместо А и В могут стоять некоторые утверждения, факты, приказы и т.д. Условия называют еще фактами. С помощью фактов описывается текущее состояние предметной области. Действие В трактуется как добавление нового факта. При использовании продукционной модели исходные понятия и факты хранятся в базе фактов, а набор правил и алгоритмов хранятся в базе знаний. На основе базы фактов запускается машина вывода, которая выполняет перебор правил из базы знаний.

К преимуществам продукционных систем относят следующие.

Модульность.

Модифицируемость.

Доступность чтения

Способность к самообъяснению.

Эффективность.

Недостатки продукционных систем. Среди них выделяют три главных, с которыми связаны определенные ограничения, лежащие в основе используемого формализма. Они относятся к концепции, формулировке и использованию правил.

1. Трудность составления продукционного правила, соответствующего элементу знания.

2. Трудность записи правила.

3.Трудности использования связаны не с самими правилами, а с единой системой их связи.



Семантические сети

Семантическая модель представления знаний была предложена американским психологом Куиллианом. Семантика - это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, то есть наука, определяющая смысл знаков. Термин семантическая означает «смысловая», а семантическая сеть представляет собой ориентированный граф, вершины которого есть понятия, а дуги - отношения между ними. В качестве понятий обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения представляют собой связи типа: АКО-связи (A-Kind-Of = это), «имеет частью» («has part»), «принадлежит»

В основе сетевых моделей представления знаний лежит идея о том, что любые знания можно представить в виде совокупности объектов (понятий) и связей (отношений) между ними. В отличие от продукционных эти модели более наглядны, поскольку любой пример можно представить в виде ориентированного (направленного) графа.



Фреймы, их виды, структура

база данных программа фрейм

Фрейм - это абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия. Фреймы - сложные структуры данных, описывающих какую-либо типичную ситуацию, например экзамен, лекция, раунд переговоров. Фрейм состоит из позиций для размещения объектов, характеризующих данную ситуацию. Позиция может быть передана другому фрейму. Кроме того, он содержит информацию о выполняемых действиях, о том, как следует поступать в типичных и нетипичных случаях, о влиянии соседних фреймов. Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний, используя: * фреймы-структуры, использующиеся для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);

* фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент);

* фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров, празднование именин) и др.

Различают фреймы-образцы (прототипы), хранящиеся в базе знаний, и фреймы-экземпляры, которые создаются для отображения реальных ситуаций на основе поступающих данных. Фрейм-образец содержит набор атрибутов, называемых слотами. В фрейме-экземпляре слотам присваиваются конкретные значения. Важнейшей характеристикой теории фреймов является наследование свойств, заимствование из теории семантических сетей. И во фреймах, и в семантических сетях наследование происходит по АКО-связям. Слот АКО указывает на фрейм более высокого уровня иерархии, откуда переносятся, значения аналогичных слотов.

Разработаны специальные языки представления знаний в сетях фреймов:

FRL (Frame Representation Language) [Байдун, Бунин, 1990];

Фреймовая «оболочка» Kappa [Стрельников, Борисов, 1997] и другие программные средства, которые позволяют эффективно строить промышленные экспертные системы.

Широко известны такие фрейм-ориентированные экспертные системы, как: Analyst, Модис, Tristan, Alterid.

Характеристика СУБД

Access - продукт фирмы Microsoft, представляющий собой систему управления базой данных (СУБД) реляционного типа. Эта система, является частью пакета Microsoft Office и работает под управлением операционной системы Windows. Основные функциональные возможности Microsoft Access:

1удобный графический интерфейс и обеспечивает комфортную работу пользователя. Он совместим с другими компонентами пакета Microsoft Office, такими как: электронные таблицы Excel, текстовый редактор Word и др. Access располагает разнообразными графическими средствами для оформления таблиц, форм, отчетов и других объектов. 2. Access поддерживает технологии: OLE, DDE, drag-and-drop. OLE (Object Linking and Embedding) 3. В Access таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы и модули хранятся в общем файле базы данных. Это значительно упрощает создание связанных объектов и проверку ссылочной целостности данных.4. В состав Access включен ряд специальных программ: Конcтрукторы, Мастера. 5. В Access имеется аппарат Построителя выражений 6. Для квалифицированных пользователей, владеющих основами программирования, в Access имеется язык программирования VBA - встроенный диалект языка Visual Basic. 7. Имеется одновременный доступ нескольких пользователей к общей базе 8. В Access введены средства, необходимые для работы с другими базами данных различных форматов.

Следует отметить также дополнительные возможности, присущие Access, начиная с Access 2000. · Добавлены Web-страницы, которые позволяют просматривать информацию пользовательской базы данных в виде форм и отчетов через Internet Explorer. Web-страницы можно пересылать по электронной почте. Реализована технология клиент-сервер для ведения корпоративных баз данных. Добавлены более надежные средства защиты, сопровождения и преобразования данных, в частности: защита на уровне пользователя реализована с помощью мастера, для сжатия базы данных создана программа, которая в рамках одного процесса выполняет сжатие и восстановление, имеется возможность автоматического сжатия при закрытии базы.

Добавлена панель быстрого доступа к объектам базы данных и их группам с помощью ярлыков. Стало возможным переименование объектов и изменение свойств уже связанных объектов. Появилась многовариантность форматирования полей в зависимости от значения, хранящегося в поле. В режиме таблицы появилась возможность иерархически просматривать содержимое связанных записей разных таблиц.

Допускается одновременное использование нескольких национальных алфавитов, символы которых поддерживают систему Юникод. Расширен синтаксис языка и усовершенствованы средства обработки ошибок.

Характеристика БД

Access содержит следующие объекты: таблицы, запросы, формы, отчеты, страницы, макросы и модули. Access, по сути дела, это оболочка, позволяющая быстро проектировать названные объекты Таблица - это основная структура, предназначенная для хранения данных. По терминологии СУБД ее строки называются записями, а столбцы - полями базы данных. запрос - это требование на отбор данных, хранящихся в таблицах, на выполнение определенных действий с данными. Формы предназначены для ввода, просмотра и редактирования данных базы на экране в удобном для пользователя виде, который может, например, соответствовать типовому или привычному для пользователя документу. Отчет используется для отображения на экране или бумажном носителе информации из базы данных в виде, удобном для ее восприятия и анализа пользователем. При обработке данных часто приходится выполнять однообразные действия. Эти действия могут быть оформлены как макросы. Макрос - это последовательность команд для автоматизации выполнения операций в среде Aсcess без программирования. Вызов макроса приводит к выполнению соответствующей данному макросу последовательности действий. Модуль - это программа для обработки данных, написанная на языке Visual Basic for Application (VBA). При решении достаточно сложных задач пользователь сталкивается с ограничениями технологии создания макросов. Для преодоления возникших трудностей можно написать собственную процедуру обработки информации на языке программирования. Такая процедура оформляется как модуль. Модули разрабатываются пользователем для реализации нестандартных процедур при создании приложений. Access позволяет создавать эффективные модули для работы с базой данных, содержащие меню, диалоговые окна и командные кнопки. Объекты базы данных: таблицы, формы, запросы, отчеты, макросы, модули хранятся в едином файле - файле базы данных, имеющем расширение.mdb. Это упрощает их перенос с компьютера на компьютер, облегчает создание связанных объектов, проверку целостности данных. Система Access содержит около двухсот разнообразных инструментов от мастеров по быстрому созданию таблиц, запросов и других объектов, - до кнопок и переключателей. Особый интерес представляют Мастера, Конструкторы и Построители выражений. Мастера обладают арсеналом средств, позволяющих начинающему пользователю комфортно себя чувствовать в процессе работы с Access. Суть работы с Мастером заключается в том, что при решении любого вопроса от пользователя не требуется глубоких знаний, поскольку Мастер по соответствующей проблеме, с которой к нему обратился пользователь, задает ему вопросы и предлагает набор ответов с дополнительными разъяснениями и подсказками. И пользователю лишь остается выбрать соответствующие. При этом имеется возможность отката назад при допущенной ошибке, либо пропуска этапов, если они не существенны при решении поставленной задачи.

Типы обрабатываемых данных

Данные, обрабатываемые в Access, могут быть следующих типов:

Тип Текстовый - это любые символы: текстовые, пробел, специальные символы, цифры.

Поле МЕМО - любой длинный текст, длиной до 64000 символов.

Числовой тип - это действительные числа, используемые в вычислениях, за исключением денежных расчетов.

Дата/время - это календарные даты и текущее время.

Денежный тип данных - это денежные значения и числовые данные, позволяющие производить вычисления без округления (!).

Счетчик - это идентификатор записи в таблице, который представляет собой уникальные последовательные номера с шагом 1, автоматически идентифицирующие записи в таблице. Это всегда число, а наращивание его значения происходит автоматически. Значение этих полей обновлять нельзя (!).

Логические - это данные, которые могут иметь только одно из двух значений, например: Да - Нет; Истина - Ложь; Включено - Выключено.

Поле объекта OLE - это объекты типа: документ Microsoft Word, Microsoft Excel, рисунки, звукозапись и другие данные в двоичном формате, - созданные в других приложениях, которые могут быть связаны или внедрены в

таблицу Access. Поля данного типа не хранят информацию как таковую, а содержат ссылки на объекты, которые могут быть включены в базу с использованием OLE-протокола обмена данными

Гиперссылка - это строка, служащая для хранения ресурсов сети и состоящая из букв и цифр и других символов и представляющая адрес ссылки на различные ресурсы: узлы, файлы, находящиеся вне базы данных, в частности, в сети Internet или в корпоративной сети intranet.

Мастер подстановок создает поле, позволяющее выбрать с помощью раскрывающегося списка значение из другой таблицы или из списка значений.

В Access имеется возможность выполнять различные операции, оформляя

их в виде выражений. Выражение - это операнды, соединенные знаками операций. В выражениях используются четыре типа операторов: арифметические, сравнения, логические, текстовый оператор.

Выполняемые действия

Sum Вычисляет сумму всех значений заданного поля

Avg Вычисляет среднеарифметическое всех значений данного поля в каждой группе Min (Max) Возвращает наименьшее (наибольшее) значение в рамках каждой группы. В случае текстового содержания возвращает наименьшее (наибольшее) символьное значение независимо от регистра

Count Возвращает количество записей, в которых значения данного поля отличается от Null First Возвращает первое значение в группе

Last Возвращает последнее значение в группе Var Подсчитывает статистическую дисперсию для всех значений данного поля в каждой групп

StDev Подсчитывает статистическое стандартное отклонение для всех значений данного поля в каждой группе

Конструирование таблиц в СУБД

К проектированию новой таблицы можно приступить сразу после создания (или открытия) базы данных. После создания или открытия базы данных в Microsoft Access на экране появляется окно базы данных.

Процесс проектирования таблицы происходит путем выбора в этом окне (справа) одного из возможных режимов создания таблицы:

Создание таблицы в режиме конструктора,

Создание таблицы с помощью мастера,

Создание таблицы путем ввода данных.

Каждый из перечисленных режимов имеет свои достоинства и применяется в зависимости от ситуации, в которой находится пользователь.

Из этого списка следует выбрать тот режим, который пользователя больше устраивает в конкретном случае. После чего система Microsoft Access настроится на проектирование таблицы в выбранном режиме.

Типы, возможности и способы создания запросов

Запросы предназначены для просмотра, анализа и изменения информации, хранящейся в базе данных. Запросы могут так же использоваться для создания на их основе форм и отчетов. СУБД Access позволяет создавать запросы трех типов: запросы на выборку, перекрестные запросы, запросы на внесение изменений в базу данных (активные запросы). Запрос на выборку является наиболее часто используемым типом запроса. Он дает возможность: 1. включать в результирующую таблицу поля из одной или нескольких таблиц в нужном порядке; 2. выбирать записи, удовлетворяющие условиям отбора; 3. осуществлять вычисления над полями базы данных; 4. группировать записи и находить для групп записей или для всех записей итоговые значения по некоторым числовым полям с помощью статистических функций: Sum - сумма значений поля, Avg - среднее арифметическое значений поля, Max - максимальное из значений поля, Min - минимальное из значений поля, Count - число значений поля и др. Указанные функции могут быть построены с помощью построителя выражений.

Access 2000 позволяет создавать запросы в режиме Конструктора или с помощью программ- мастеров. Вначале для формирования запроса добавляются в окно Запрос на выборку необходимые таблицы. При этом все связи между таблицами будут автоматически добавляться вместе с таблицами. В нижней части окна находится Бланк запросов. Каждая строка этого бланка выполняет определенную функцию.

Поле - в этой строке помещаются поля из таблиц (или из уже ранее созданных запросов), которые используются для создания запроса.

Имя таблицы - строка показывает из какой таблицы (запроса) выбрано данное поле.

Сортировка - указывается вид сортировки (по возрастанию или по убыванию).

Вывод на экран - строка определяет, будет ли отражаться поле на экране после выполнения запроса. Могут быть поля, которые определяют только критерии отбора, но не выводятся на экран. Условия отбора - в эту строку вводятся критерии отбора записей, которые ограничивают поиск записей в таблицах.

Параметрический запрос позволяет создавать разные условия отбора записей непосредственно при вызове программы, т.е. условия отбора задаются в диалоговом окне. Это исключает открытие Конструктора при внесении изменений в строку Условия отбора.

Перекрестный запрос представляет собой специальный запрос итогового типа. Он отображает результаты итоговых статистических расчетов над значениями некоторого поля в виде перекрестной таблицы. В ней в качестве заголовков строк выступают значения одного или нескольких столбцов, в качестве заголовков столбцов - значения определенного поля, а на пересечении строк и столбцов находятся итоговые значения. Результатом запроса является динамическая таблица, которая может быть просмотрена, проанализирована.

Активные запросы бывают четырех типов: 1. запрос на удаление - удаляет группу записей из одной таблицы или нескольких взаимосвязанных таблиц базы данных; 2. запрос на обновление - служит для изменения значений полей таблицы; 3. запрос на добавление - производит добавление записей из одной таблицы в другую таблицу; 4. запрос на создание таблицы - создает новую таблицу на основе всех или части данных из одной или нескольких таблиц базы данных.

Назначение, виды форм

Формы являются удобным средством отображения данных.

Преимущество формы для ввода и редактирования данных состоит в простоте и наглядности, так как записи таблицы или запроса представлены в ней в удобном виде. Режим формы позволяет воспользоваться возможностями, предоставляемыми графической средой Windows (шрифты, графика и т.д.), что нельзя использовать в таблице. Кроме того, можно создавать элементы управления (кнопки, переключатели и др.), необходимые для решения конкретной задачи.

Преимуществом форм является и то, что в них можно отобразить всю

информацию, содержащуюся в каждой записи, в то время как в режиме таблицы часть полей может выходить за границу экрана. В формах пользователь самостоятельно определяет, сколько места должно быть отведено для представления конкретной информации.

Форму можно спроектировать:

с помощью Конструктора форм;

с помощью Мастера по созданию форм;

автоматически, т. е. используя экспресс-форму.

Назначение отчетов

Объект Access 2000 Отчеты позволяет создавать и выводить на печать документы в требуемой отчетной форме. При открытии объекта Отчеты Access 2000 предлагает, аналогично Формам, различные возможности создания отчетов, включая возможность создания почтовые наклеек.

Наибольший интерес представляет собой Конструктор отчетов.

Окна Конструктора отчетов выглядят аналогично окнам Конструктора форм и для построения отчетов используется та же панель инструментов, а элементы описываются в окне свойства. Заголовки столбцов таблицы отчета создаются в области конструктора Верхний колонтитул, а итоги, например, общая сумма, общий вес и др, создаются в области конструктора Примечания. Для вычисления итогов в строке

Данные соответствующего свойства поля используется Построитель выражений.

В Отчетах имеется возможность вставки текущей даты и номеров страниц.

Типы Web- страниц

В Access 2000 возможно создание статических Web- страниц и страниц доступа к данным.

Статическая Web - страница, которая отображает данные из базы на момент создания Web - страницы. Создание статической страницы осуществляет по выбранной таблице с помощью команды Файл/ Экспорт c последующим сохранением в формате HTML.

Страница доступа к данным - это диалоговая Web- страница, которая позволяет поддерживать динамическую связь с базой данных, а также просматривать, редактировать и вводить данные в базу. Страница доступа к данным создается с помощью объекта Страницы главного окна Access 2000.

Указанные страницы можно сохранять на Web- сайте по указанному владельцем сайта URL - адресу.

Объект Access 2000

Формы используется для создания удобного пользовательского интерфейса для работы с таблицами и запросами, другими словами, формы служат для ввода, просмотра и редактирования информации в базе данных. На основе одной таблицы или запроса можно построить несколько форм.

После открытия объекта Форма Access 2000 предлагает несколько режимов создания форм:

В любом из выбранных режимов необходимо выбрать таблицу или запрос в качества источника данных. Запрос выбирается в том случае, когда необходимо в одной форме работать с данными нескольких таблиц.

Режимы Мастер форм, Автоформа: в столбец, Автоформа: ленточная, Автоформа: табличная позволяют создавать формы в автоматическом режиме, выполняя подсказки самой СУБД.

Режим Диаграмма позволяет автоматически строить по данным той или иной таблицы диаграммы, а режим сводная таблица позволяет создавать формы Access вместе с таблицами Excel. Сводная таблица отображает итоговые данные с требуемыми расчетами.

Более подробно остановимся на режиме Конструктора.

Заголовок формы используется для отображения заголовка формы. Примечания формы служат для инструкций по заполнению формы, отображению общей суммы в счетах и другой информации

Верхний и нижний колонтитулы служат для печати на каждой странице формы какого - либо постоянного текста.

Для размещения в области данных различных объектов (полей таблиц, линий, рамок, кнопок, рисунков и т.д.) служит панель инструментов.

Макрос

Макрос представляет собой набор из одной или нескольких макрокоманд, обеспечивающих автоматическое выполнение процедур по управлению базой данных, ее объектами и данными.

Макросы выполняют особые, заданные пользователем задачи и используются для автоматизации работы с формами и отчетами. Макрос часто связан с наступлением События.

В Access 2000 используются 54 макрокоманд, которые можно разделить на несколько групп:

макрокоманды для работы с данными (Применить фильтр, Показать все записи, Найти запись, Следующая запись, На запись, На страницу);

макрокоманды для управления Access (Команда меню, Запуск программы, Запуск макроса, Запуск запроса, Запуск приложения, Открыть Таблицу, Открыть запрос, Открыть Запрос, Открыть форму, Открыть отчет, Открыть модуль, Печать, Закрыть, Отменить событие, Остановить макрос, Остановить все макросы, Панель инструментов, Команды клавиатуры, Выход);

макрокоманды для управления объектами (К элементу управления, Выделить объект, Удалить объект, Переименовать, Сохранить, Развернуть, Свернуть, Восстановить, Сдвиг Размер, Задать значение, Обновить объект, Обновление);

Макрокоманды для импорта и экспорта данных (Вывести в формате, Отправить Объект, Преобразовать Базу Данных, Преобразовать электронную таблицу, Преобразовать текст);

Макрокоманды для задач программирования (Добавить Меню, Задать команду меню, Вывод на экран, Песочные часы, Сообщение, Установить Сообщение, Сигнал).

Макрос, в котором макрокоманды выполняются дона за другой, называется линейным макросом.

Макрос, в котором отдельные макрокоманды или их наборы выполняются в зависимости от выполнения некоторого условия, называется макросом с условием.

Объединение в одном макросе несколько логически связанных макросов называется групповым макросом.

Макросы выполняют особые, заданные пользователем задачи и используются для автоматизации работы с формами и отчетами. Макрос часто связан с наступлением События. Событие - это определенное действие, которое происходит над объектом или в объекте в определенный момент времени. Обычно события возникают в следствии действий пользователя, например, нажатие кнопки, открытия формы, изменения содержимого поля.

В Access 2000 определены четыре группы событий и они используются только в формах и отчетах:

события, связанные с клавиатурой и мышью;

события данных;

события управления объектами;

события печати.

Классификация СУБД

1) по уровню использования: 1.профессиональные 2.настольные

2) по степени универсальности: 1. общего назначения 2. специального назначения

3) по поддерживаемому режиму работы с БД:

1. однопользовательские (FoxPro) 2.многопользовательские (Oracles, Access)

4) по типу поддерживаемых моделей 1. иерархические (IMS) 2. сетевая (IDS) 3. реляционная (Oracle) 4. Постреляционные 5. объектно-ориентированные 6. объектно-реляционные 7. многомерные

5) По выполняемым функциям:

1. информационные - позволяют организовывать хранение информации и доступ к ней. Для выполнения более сложной обработки необходимо писать специальные программы.

2. операционные - выполняют достаточно сложную обработку.

6) по ориентации на преобладающую категорию пользователей:

1. СУБД для разработчиков. Эти системы должны позволять создавать отчуждаемые программные продукты для сложных систем.

2.СУБД для конечных пользователей. Основные требования удобство интерфейса, высокий уровень языковых средств, наличие интеллектуальных модулей подсказок, повышенная защита от непреднамеренны ошибок.

Под производительностью СУБД подразумевается величина, обратно пропорциональная времени, которое затрачивает СУБД на определённую операцию по обработке данных. Для оценки производительности можно использовать различные показатели:

1.время выполнения запросов 2.время поиска информации в неиндексированных полях 3. время создания индексов и выполнение таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных 4. время выполнения операций импортирования данных из других форматов 5.максимальное число параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме 6.время генерации отчётов 7. и др.

Для создания единого интегрального показателя производительности различных СУБД по совокупности факторов в 1988 году была создана международная организация Trasaction Processing Performance Council (TPC - совет по обработке транзакций).

Тесты ТРС позволяют производить обоснованный сравнительный анализ.

Режимы работы пользователей в СУБД. 1.пользовательский интерфейс (режим ассистента) 2. командный режим 3.программный режим

Направления развития СУБД

1) расширение множества типов обработки данных

Понимание того, что ограниченность типов данных является препятствием к широкому применению классических реляционных СУБД, привела к расширению типов обрабатываемых данных.

СУБД должны позволять отображать различные типы данных:

- графическое изображение; - аудио и видеоданные; - текстовые документы; - темпоральные (временные) данные, характеризующие состояние объекта в разные моменты времени.; - и др.

2) система управления базами знаний

База знаний - это один или несколько специальным образом организованных файлов, хранящих систематизированную совокупность понятий, правил и фактов, относящихся к некоторой предметной области.

Содержимое баз знаний оформляется, связывается между собой и представляется таким образом, чтобы на его основе можно было с помощью специальных программ осуществлять рассуждения и делать выводы, получая сведения, которые в явном виде могут не присутствовать в базах знаний.

Мостом между базами данных и базами знаний являются активные базы данных.

Главное различие между активными БД и традиционными (пассивными) закобчается в том, что в традиционных БД вся процедурная логика, включая выборку и модификацию данных, координируется вне сферы управления данными.

Среда активных БД инициирует действия над данными базы и управление ими внутри среды БД в соответствии с предварительно установленными правилами, без необходимости получения каких-либо управляющих воздействий от приложений или каких-либо других внешних источников. 3) Интеграция технологий БД и WEB-технологий

Необходим компромисс между простотой и доступностью применяемых в настоящее время Веб-технологий и сложностью функциональностью и эффективностью БД

Выделяются следующие категории совместного использования тезнологий реляционных БД и Веб: - хранение и управление Веб-ресурсами с помощью реляционной БД; - обеспечение доступа в Веб ресурса с использованием методов реляционных БД , в частности использование механизмов индексации и оптимизации запросов.; - доступ к реляционным данным с использованием методов Веб

Продукционная модель

Продукционная модель, или модель, основанная на правилах, позволяет представлять знания в виде предложений типа: Если (условие), то (действие). Записываются эти правила обычно в виде:

ЕСЛИ А1,А2,…,Аn ТО В.

В качестве условия может выступать любая совокупность суждений, соединенных логическими связками И, ИЛИ.

Под условием понимается некоторое предложение - образ, по которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием - действия, выполняемые при успешном исходе поиска (они м.б. промежуточными, выступающими далее как условие, и терминальными или целевыми, завершающими работу системы).

«Условие» называют иногда «Посылкой», а «Действие» - «Выводом» или «Заключением». Условия А1,А2,…,Аn обычно называют фактами. С помощью фактов описывается текущее состояние предметной области. Факты могут быть истинными, ложными, либо, в общем случае, правдоподобными, когда истинность факта допускается с некоторой степенью уверенности.

Действие В трактуется как добавление нового факта в описание текущего состояния предметной области.

В продукционных системах используются два основных способа реализации механизма вывода:

прямой вывод, или вывод от данных;

обратный вывод, или вывод от цели.

Продукционная модель чаще всего применяется в промышленных ЭС.

Она привлекает разработчиков своей наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений и простотой механизма логического вывода.

Продукционная модель обладает тем недостатком, что при накоплении достаточно большого числа (порядка нескольких сотен) продукций они начинают противоречить друг другу.

Семантическая сеть

Семантическая сеть - это модель, в которой структура знаний предметной области формализуется в виде ориентированного графа с помеченными вершинами и дугами. Вершины графа обозначают понятия различных категорий: объекты, события, свойства, операции, а дуги - отношения между ними.

(Семантика - значение единиц языка).

Семантические сети вначале использовались для представления смысла выражений естественного языка человека, откуда и появилось название этого класса сетей. Теперь же они используются в качестве структуры, пригодной для представления информации общего вида, - узлы представляют некоторые концепты (понятия), а связи - отношения между концептами. При построении семантической сети отсутствуют ограничения на число связей и на сложность сети. Поэтому систематизация отношений между объектами в сети необходима для дальнейшей формализации.

В качестве понятий выступают абстрактные или конкретные объекты.

Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения: 1. связи типа “часть-целое” (например, “класс-подкласс'', “элемент-множество” и т.п.); 2. функциональные связи, определяемые обычно глаголами (производит, влияет и др.); 3. количественные (>, <, = и др.); 4. пространственные (далеко от, близко от, за, под, на и др.); 5. временные (раньше, позже, в течение и др.); 6. атрибутивные (иметь свойство, иметь значение и др.); 7. логические (и, или, не); 8. лингвистические и др.

Поиск решения в базе знаний типа семантической сети сводится к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, отражающий поставленный запрос к базе.

Для реализации семантических сетей существуют специальные сетевые языки: NET, язык реализации систем SIMER+MIR и др. Широко известны экспертные системы, использующие семантические сети в качестве языка представления знаний: PROSPECTOR, CASNET, TORUS. Семантические сети получили широкое применение в системах распознавания речи и экспертных системах.

Фрейм

Фрейм имеет определённую внутреннюю структуру, состоящую из множества элементов, называемых слотами. Каждый слот в свою очередь, представляется определенной структурой данных, процедурой, или может быть связан с другим фреймом. Значением слота может быть практически что угодно (числа или математические соотношения, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов).

Фрейм можно определить и как формализованную модель для отображения образа.

Во фреймовых моделях фиксируется жестка структура информационных единиц, которая называется протофреймом (фреймы-образцы).

В качестве значения слота может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяет во фреймовых представлениях реализовать "принцип матрешки". При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваются конкретные имена и происходит заполнение слотов. Таким образом, из протофреймов получаются фреймы - экземпляры. Переход от исходного протофрейма к фрейму - экземпляру может быть многошаговым, за счет постепенного уточнения значений слотов.

Структуру фрейма можно представить так:

ИМЯ ФРЕЙМА:

(имя 1-го слота: значение 1-го слота),

(имя 2-го слота: значение 2-го слота),

…………………………………………,

(имя N-го слота: значение N-го слота).

СУБД MS Access

СУБД MS Access предназначена для работы с реляционными БД. Эта СУБД входит в офисный пакет MS Office в вариантах, начиная с профессионального.

Access представляет собой средство для работы с БД, а так же является мощным инструментом для создания специализированных информационных систем, предоставляющих пользователям доступ к данным в глобальных и локальных сетях.

Access позволяет создавать: 1. локальные БД 2.централизованные БД в локальной сети 3. проекты - приложения, работающие с мощными серверами БД через дружественный интерфейс Access

1) СУБД MS Access располагает средствами для администрирования БД, которые позволяют осуществлять восстановление, сжатие, репликацию (создание копий общей БД - реплик, с которыми пользователи могут одновременно работать на разных рабочих станциях сети), защиту БД.

Она предоставляет возможность конвертировать БД из предыдущих версий в текущую и наоборот (команда сервис, служебные программы. Преобразовать БД в формат…)

2) Поддерживает механизм OLE - связывание и внедрение объектов различных приложений Windows в БД

Позволяет импортировать данные таблиц:

1. других БД MS Access 2.БД данных dBase, MS FoxPro, Paradox, Oracle, MS SQL Server 3.табличного процессора MS Excel

Снабжена развитой справочной системой

Имеется возможность разработки прикладных программ, работающих с БД, на встроенном языке программирования Visual Basic for Applications (VBA)

Назначение и достоинства языка SQL

Язык SQL является универсальным инструментом для работы с БД реляционного типа.

Первоначально SQL был предназначен для создания запросов выбора и полученил называние структурированного языка запросов.

В настоящее время его функции значительно шире. SQL является мощным инструментом, обеспечивающим пользователям, прикладным программам и вычислительным системам доступ к информации, содержащейся в БД.

SQL - логичный и мощный язык для взаимодействия с БД. Он является непроцедурным языком. Термин «непроцедурный» означает, что на данном языке можно сформулировать, что нужно сделать с данными, но не требуется указывать, как именно это следует делать.

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ SQL:

- высокоуровневая структура, напоминающая английский язык; - возможность выполнения интерактивных запросов извлечения данных и модификация их структуры.; - независимость от конкретных СУБД; - межплатформенная переносимость.; - обеспечивает программный доступ к БД; - поддержка архитектуры клиент\сервер; - динамическое определение данных - возможность изменять и расширять структуру БД даже в то время, когда пользователи обращаются к её содержимому.; - Наличие развивающихся стандартов; - расширяемость и поддержка объектно-ориентированных технологий; - возможность доступа данных в среде Интернет.

Стандарты SQL:

SQL-86; SQL92; SQL:1999; SQL:2003

SQL-стандарты постоянно развиваются.

Функция SQL-стандартов - стать путеводителем на сложном пути для согласованных усовершенствований технологий обработки данных.

Каждая команда SQL начинается с указания действия - ключевое слово или группа слов, описывающих выполняемую операцию. Например INSERT (добавить), DELETE (удалить) и т.д.

- после действия может следовать одно или несколько предложений. Предложение описывает данные, с которыми работает команд, или содержит утояняющую информацию о действии. Каждое предложение начинается с Ключевого слова. Многие предложения содержат имета таблиц и полей БД, некоторые - константы и выражения.

- Имена полей, таблиц, полей и пользователей должны содержать от 1 до 18 символов, начинаться с буквы и не содержать пробелов или специальных символов.

- в качестве имён нельзя использовать ключевые слова SQL.

Типы данных и выражения в языке SQL

Основные типы данныx:

Тип данных	Описание
CHAR (длина) CHARACTER (длина)	Строки символов Постоянной длины
Integer INT	Целые числа
SMALLINT	МАЛЫЕ ЦЕЛЫЕ ЧИСЛА
NUMERIC (ТОЧНОСТЬ, СТЕПЕНЬ)	ЧИСЛА С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ

ВЫРАЖЕНИЯ

Выражения в SQL используются для задания критериев выбора данных или выполнения операций над значениями, которые считаны из БД. Выделяют следующие виды констант: - константы с фиксированной запятой; - с плавающей запятой; - строковые константы (должны быть заключены в одинарные кавычки); -отсутствующее значение (NULL)

В выражениях можно использовать следующие типы операторов: - арифметические; - отношения

По назначению можно выделить следующие группы команд: - извлечение данных; - определение данных; - внесение изменений в БД; - управление транзакциями; - управление доступом; - программы встроенного SQL

Формирование запросов на языке SQL осуществляется в строгом соответствии с форматом команды, который определяет правила её формирования.

Формат

Select [all|distinct|distinctrow|

[top n [percent]]] <список_полей>|*

[from {<имя_таблицы>},…]

[where <условие>]

[ order by {<имя_поля>[asc]|desc}

Пример:

1. select*from FIRMA (выбрать из таблицы фирма)

2. select kt, dnt,st from tur order by dnt

3. select*from tur where st>=600 and st<=750

4. select kt, st, (st - 0.1*st) from tur

5. select kf, AVG(st) from tur group by kf

6. select*from tur where kf=

(select kf from firma where nf=”МИР”)

Описание данных

команда	назначение	Краткий формат	Пример
Create Table
DROP	Удаляет таблицу	Drop table<имя таблицы>	Drop table SVOD
Insert	Добавляет новые записи в таблицу	Insert into <imya tablici> [{<imya polya>}…] VALUES ({<znachenie>}…)	Insert into tur values (11.401.#30\06\2010#,500)

Управление транзакциями

Commit - завершает текущую транзакцию.

Rollback- отменяет текущую транзакцию.

Транзакция - совокупность операций манипулирования данными (вставки, удаления, выборки, обновления) в СУБД, которая переводит базу данных из одного целостного состояния в другое.

В SQL транзакция - это несколько последовательных команд, рассматриваемых как единое целое.

К категории Управления доступом относятся команды для присвоения или отмены прав (привилегий) использовать таблицы базы данных определённым образом

Права - те действия с объектом, которые может выполнять пользователь.

Для пересылки данных из базы данных в прикладную программу используется команды встроенного SQL. Эти команды оперируют с временной таблицей, называемой SQL-курсором. Команды declare,open,fetch, close позволяют управлять SQL-курсором.

Несмотря на наличие международного стандарта ANSI\ISO языка SQL, многие компании, занимающиеся разработкой СУБД, вносят изменения в свои реализации SQL. Каждая из реализации языка SQL в конкретном СУБД называется диалектом. Функции, которые добавляются к стандарту языка разработчиками коммерческих реализаций, принято называть расширениями.

У большинства современных СУБД реализован не стандарт языка SQL, а различные его диалекты.

НЕДОСТАТКИ:

Различия в реализациях SQL затрудняют перенос приложений из одной СУБД в другую.

Обработка данных

Обработка данных - это совокупность методов и средств, осуществляющих преобразование данных. В общем случае обработка данных включает в себя ввод данных в компьютер, преобразование и отбор данных по каким-либо критериям, вывод данных в удобном для пользователя виде. Концепции обработки данных прошли эволюционный путь развития, тесно связанный с развитием вычислительной техники. Исторически можно выделить следующие концепции обработки данных:

обработка на мэйнфреймах в пакетном режиме;

обработка в многотерминальных системах;

обработка на автономных персональных компьютерах;

обработка данных с использованием компьютерных сетей.

Под удаленной обработкой данных понимают процесс обработки данных, при котором ввод, вывод и обмен данными происходит через компьютерную сеть. При этом компьютеры могут находиться друг от друга на большом расстоянии. При использовании сети Интернет, например, оно может достигать тысяч километров.

При удаленной обработке данных можно выделить следующие формы взаимодействия между компьютерами:

терминал - удаленный процесс;

терминал - доступ к удаленному файлу;

терминал - доступ к удаленной базе данных;

терминал - терминал;

электронная почта.

В компьютерной сети возможна централизованная и децентрализованная обработка данных.

Децентрализованная обработка базируется на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочих местах пользователей.

При централизованной обработке функционально выделяются два основных компонента сети:

компьютер, хранящий некоторые ресурсы (например, файлы, базы данных);

компьютеры, имеющие удаленный доступ к этим ресурсам.

При работе в архитектуре "файл/сервер" база данных и приложение для ее обработки расположены на файловом сервере сети. Многопользовательская работа с одной и той же базе данных возможна в том случае, когда каждый пользователь с рабочей станции (клиента) запускает приложение, расположенное на файловом сервере.

На рабочей станции запускается копия этого приложения, и по каждому запросу к базе данных таблицы полностью передаются по сети на рабочую станцию, независимо от того, сколько реально нужно данных для выполнения запроса

В архитектуре "файл/сервер" вся тяжесть выполнения запросов к базе данных и управления целостностью базы данных ложится на приложение пользователя. База данных на сервере в этом случае является пассивным источником данных. Секретность и конфиденциальность информации обеспечить также трудно.

К недостаткам архитектуры "файл/сервер" следует также отнести необходимость передачи по сети целиком всех таблиц, что, учитывая вышеописанные принципы передачи данных по сети, может привести к «заторам» трафика сети. Например, если в результате запроса необходимо получить всего 2 записи из таблицы объемом 10000 записей, то все 10000 записей будут скопированы с файл/сервера на рабочую станцию.

Недостатки настольных СУБД обычно проявляются не сразу, а лишь в процессе длительной эксплуатации. Когда объем хранимых данных и число пользователей становятся достаточно велики, то это приводит к снижению производительности приложений, использующих такие СУБД.

Недостатки архитектуры "файл-сервер" решаются при переводе приложений в архитектуру "клиент-сервер", которая знаменует собой следующий этап в развитии СУБД.

Файл-сервер

В отличие от архитектуры "файл-сервер" по запросу рабочей станции, которая называется теперь «клиент», таблицы полностью по сети не передаются. Клиент непосредственно по сети выбирает из таблицы только те данные, которые соответствуют критериям запроса на выборку.

Такая архитектура называется "клиент/ сервер" (client server system).

Выборка и модификация данных в клиент/ серверных системах осуществляется с помощью непроцедурного языка SQL.

В настоящее время архитектура клиент/ сервер реализуется в виде либо двухзвенной, либо трехзвенной модели. В зависимости от используемой модели происходит разделение функций обработки данных между сервером и клиентом.

Двухзвенная модель представляет собой вышеописанную классическую структуру, состоящую из компьютера - сервера и компьютера клиента. Двухзвенная модель может быть реализована:

модель удаленного доступа к данным,

модель сервера базы данных,

модель распределенной функции.

Преимуществом архитектуры «клиент-сервер»

Преимуществом является возможность хранения на сервере бизнес-правил (например, правил ссылочной целостности или ограничений на значения данных), что позволяет избежать дублирования кода в различных клиентских приложениях, использующих общую базу данных. Программный код, реализующий указанные бизнес- правила, представляется в виде триггеров и хранимых процедур.

Триггером называется именованный набор команд SQL, хранящийся на сервере, который автоматически выполняется, когда происходит некоторое заданное событие. Хранимой процедурой называется именованный набор команд SQL, который работает точно так же, как и триггер, с той разницей, что он обычно вызывается из программы клиента, а не выполняется автоматически, как реакция на заданное событие.

Как правило, между клиентским приложением и базой данных, хранящейся на сервере, не существует прямой связи. Между ними дополнительно встраиваются особые программные модули, позволяющие клиентскому приложению получать доступ к базе данных. Такие модули называются механизмами доступа к данным. Использование механизмов доступа данных в первую очередь вызвана доступа разнообразием форматов баз данных различных производителей СУБД.

Существует два основные способа доступа к данным из клиентских приложений: использование прикладного программного интерфейса и использование универсального программного интерфейса.

Английское название программных интерфейсов -Application Programming Interface (API).

Прикладной программный интерфейс представляет собой набор функций, вызываемых из клиентского приложения. Такие функции инициируют передачу запросов серверу баз данных и получение от сервера результатов выполнения запросов или кодов ошибок, которые затем обрабатываются клиентским приложением.

Прикладной API обеспечивает быстрый доступ к данным, но может работать только с СУБД данного производителя, а замена ее повлечет за собой переписывание значительной части кода клиентского приложения. Такие API не подчиняются ни каким стандартам и различны для разных СУБД.

Универсальный программный интерфейс обычно реализован в виде библиотек и дополнительных модулей, называемых драйверами. Библиотеки содержат некий стандартный набор функций или классов, нередко подчиняющийся той или иной спецификации, т.е. стандартизованы. Пользователь имеет возможность настроить универсальный API под необходимый формат базы данных, не изменяя при этом пораммный код клиентского приложения.

Достоинством прикладных программных интерфейсов является их высокое быстродействие, а недостатком - необходимость изменения программного кода приложения при изменении формата базы данных.

Достоинством универсальных программных интерфейсов является возможность применения одного и того же API для доступа к разным форматам баз данных, при том, однако, снижается быстродействие обработки данных из-за наличия дополнительного программного драйвера. Наиболее популярными среди универсальных механизмов доступа к данным являются Microsoft Data Access Components (MDAC) и Borland Database Engine (BDE). Основными компонетнтами MDAC являются Open Database Connectivity (ODBC), ОLE DB и ActiveX Data Objects (ADO).

Пользователь БД

Пользователь БД - это физическое или юридическое лицо, которое имеет доступ к БД.

Пользователями БД называют также прикладные программы, использующие определённые БД.

На каждом этапе развития БД с ней связаны разные категории пользователей.

Все пользователи делятся на 2 класса:

КОНЕЧНЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ БД - это люди, которым требуется информация из БД для выполнения прямых служебных обязанностей (бухгалтер, руководитель, менеджер)

ОБСЛУЖИВАЮЩИЙ ПЕРСОНАЛ - люди, ответственные за работу информационной системы, использующей БД, и соответствующего прикладного программного обеспечения.

Администратор БД - это лицо или группа лиц, отвечающие за выработку требований к БД, её эффективное проектирование, создание, эффективное использование и сопровождение.

В администрировании БД можно выделить следующие направление: - администрирование предметной области; - администрирование приложений; - администрирование БД; - администрирования безопасности БД

Роль администратора БД очень важна для современных организаций, поэтому обязательно следует учитывать след. Требования при выборе лица на эту должность:



Администратор БД - это

- управляющий данными, но не их хозяин; - эксперт высшего уровня, обеспечивающий службу эксплуатации БД, решениями по процедурам и регламентами работы; - лицо, принимающее окончательные решения в своей области, и человек, обладающий способностью к общению, совместному планированию и компромиссам.

База данных является ценным корпоративным ресурсом. Возможность доступа к данным, хранимым в ней, является необходимым условием для выполнения бизнес-процессов практически во всех сферах деятельности. Безвозвратная потеря данных подвергает бизнес серьезной опасности. Утраченные вычислительные ресурсы можно восстановить, а при отсутствии мер по защите и восстановлению утраченных данных, восстановить их невозможно. По оценкам некоторых исследователей технологий баз данных, среди компаний, пострадавших от катастроф и переживших крупную необратимую потерю корпоративных данных, около половины не смогли продолжить свою деятельность.

Разрушение и потеря данных в базе могут быть вызваны рядом причин:

сбои оборудования;

физические воздействия на аппаратные средства базы данных;

...