Размещено на http://www.allbest.ru/

2

БАЛАКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ - ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МИФИ»

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ «ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ БАЗЫ ДАННЫХ» ПО ДИСЦИПЛИНЕ «УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ»

Выполнила: студентка группы ИФСТ-21

Захарова Оксана

Проверила: доц. каф.:

Виштак Н.М.

Балаково 2015



Содержание

Введение

Основные понятия

Сущность БД

Понятие СУБД

Сущность АИС

Банк данных

Приложение

Факторы, предопределившие направление развития технологий БД

Понятие: жизненный цикл БД

Этапы проектирования БД

Понятие жизненного цикла информационных систем

Этапы жизненного цикла БД

Основные действия, выполняемые на каждом этапе жизненного цикла приложения базы данных

Модели жизненного цикла

Этапы жизненного цикла ПО

Теория нормализации

Первая нормальная форма

Вторая нормальная форма

Третья нормальная форма

Метод интеллектуального штурма

Концептуальное представление по Кодду

Методы продления жизненного цикла системы

Список используемых источников



Введение

база данные информационный жизненный

На сегодняшний день невозможно представить функционирование организаций и предприятий без информационных систем и баз данных (БД). Учёные, экономисты, политики считают, что количество персональных компьютеров в третьем тысячелетии будет равно количеству жителей развитых стран, ведь каждый специалист с помощью компьютера должен уметь получать, накапливать, хранить, обрабатывать и представлять данные в виде документа.

Все большую актуальность приобретают освоение принципов построения и применения программных продуктов и технологий, таких как системы управления базами данных (СУБД), средства администрирования и защиты БД и CASE-систем автоматизации проектирования.

Ранее базы данных использовались в большей мере в мейнфреймах, а сейчас, когда персональный компьютер доступен каждому, высокоэффективная обработка данных также стала доступна каждому. В настоящее время базы данных облегчают обработку огромного потока информации, с которым мы сталкиваемся каждый день, например, для организации выдачи книг по абонементам в библиотеке.

Также стоит отметить, что время в нашей жизни - это ограниченный ресурс, особенно в бизнесе, и поэтому базы данных тут просто необходимы, так как воспользовавшись ими, мы с лёгкостью находим доступную и точную информацию по своим интересам. Еще не менее важный фактор: постоянное обновление данных, особенно в период кризиса, когда на смену старой фирмы приходит новая фирма.

Таким образом, невозможно представить как нашу современную жизнь без информационных технологий и баз данных, так и отдельные ее сферы, такие как политика, медицина, экономика и образование.



Основные понятия

Сущность БД

База данных - это поименная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Понятие СУБД

Система управления базами данных (СУБД) - это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования базы данных многими пользователями.

Понятие АИС

Автоматизированная информационная система (АИС) - это система, реализующая автоматизированный сбор, обработку, манипулирование данными, функционирующими на основе ЭВМ и включающими соответствующее ПО и персонал.

Банк данных

Банк данных - это система, специальным образом организованных данных, баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.



Приложения

Приложения - это отдельные программы или комплекс программ, реализующих автоматизацию решения прикладных задач обработки данных.

Факторы, предопределившие направление развития технологий БД

Факторы, предопределившие направление развития технологий БД:

1) Обеспечение надёжности хранения информации;

2) Снижение трудоемкости обработки информации;

3) Возможность независимости сбора и актуализации данных.

Понятие: жизненный цикл БД

База данных, как и любой программный продукт, обладает жизненным циклом. База данных является фундаментальным компонентом информационной системы, поэтому жизненный цикл БД связан и жизненным циклом информационной системы организации.

Жизненный цикл БД - это период времени, в котором протекают процессы проектирования, реализации, поддержания системы базы данных, а также ее изъятие из эксплуатации.

Этапы проектирования БД

1) 1-й этап - это этап формулирования и анализа требований. На этом этапе устанавливаются цели организации, определяются требования к БД. Все требования документируются в форме, доступной конечному пользователю и проектировщику БД.

2) 2-й этап - это этап концептуального проектирования. На этом этапе происходит описание и синтез информационных требований пользователя к первоначальному проекту БД. Результат этого этапа - появление высокоуровневого представления (в виде таблиц) информационных требований пользователя.

3) 3-й этап - этап логического проектирования. На этом этапе высокоуровневые представления данных преобразуются в структуру используемой СУБД. Основной целью этого этапа является устранение избыточности данных с использованием специальных правил нормализации. Сначала выбирается модель БД, затем с помощью ЯОД (язык описания данных) создается структура БД, которая заполняется данными с помощью команд ЯМД (язык манипулирования данными), систем меню, экранных форм или в режиме просмотра таблиц БД. Здесь же обеспечивается защита и целостность данных с помощью СУБД.

4) 4-й этап - этап физического проектирования. Здесь решаются вопросы, связанные с производительностью системы, а также определяются структуры хранения данных и виды доступа.

Понятие жизненного цикла информационных систем

Понятие жизненного цикла БД является одним из базовых понятий проектирования БД. А жизненный цикл БД, в свою очередь, включает в себя жизненный цикл информации, жизненный цикл информационных продуктов (в частности, ПО), а также жизненный цикл информационных систем.

Жизненный цикл информации состоит из ее появления, эксплуатации и изъятия из нее.

Жизненный цикл информационных систем - это период времени, в котором начинается возникновение необходимости в данной информационной системе и заканчивая моментом ее полного изъятия из употребления у всех пользователей.

Жизненный цикл существования программного продукта БД является непрерывным процессом. Существование программного продукта ограничено во времени. При разработке программного продукта важно оценить необходимые для разработки материальные, финансовые и трудовые ресурсы.

Этапы жизненного цикла БД Этапы жизненного цикла БД

1) Предварительное планирование. В процессе планирования собирается информация по использованным прикладным программам и их функциям; по файлам, связанных с приложениями; Данная информация помогает определить будущие требования к системе БД.

2) Проверка осуществимости. На этом этапе определяется технологическая, экономическая и операционная осуществимость плана БД:

а) Технологическая осуществимость поясняет, имеется ли технология создания запланированной БД.

б) Экономическая осуществимость показывает издержки и выгоду от создания БД.

в) Операционная осуществимость показывает, имеются ли средства и эксперты, с помощью которых возможно успешное создание БД.

3) Определение требований. Этот этап включает в себя выбор цели БД, выяснение требований к оборудованию и ПО. Таким образом, на данном этапе создаётся общая информационная модель, которая выражается в следующих задачах:

а) Определяются цели системы путём анализа информационных потребностей. Здесь также обязательно указывается, какую именно БД следует создавать и какие коммуникационные средства необходимы.

Выходной документ - комментарий, описывающий цели системы.

б) Определение пользовательских требований: документация в виде общей информации (комментарии и отчёты); фиксация функций системы и определение прикладных систем, которые будут выполнять эти требования.

Данные представляются в виде соответствующих документов.

в) Определение общих требований к оборудованию и программному обеспечению, связанных с поддержанием желаемого уровня быстродействия. Данная информация используется для выбора типов компьютеров и СУБД, объёма дисков, количества принтеров. Данные этого этапа излагаются в отчёте, содержащем примерные конфигурации оборудования и ПО.

4) Концептуальное проектирование.

Концептуальное проектирование - создание концептуальной схемы БД. Основным выходным документом является схема БД на концептуальном уровне. При разработке данной модели используются информация и функции, которые должна выполнить система, определённые на этапе сбора и определения требований к системе. На данном этапе желательно также определить: правила для данных, правила для процессов, правила для интерфейса и реализацию.

Реализация - процесс перехода концептуальной модели в функциональную БД. Этот этап включает в себя следующее:

- Выбор и приобретение необходимой системы управления базой данных.

- Преобразование концептуальной (инфологической) модели БД в логическую и физическую модель данных:

5) Оценка и усовершенствование схемы БД. Этот этап включает опрос пользователей с целью выяснения функциональных потребностей. При необходимости вносят изменения, добавляют новые программы и элементы данных по мере изменения и расширения потребностей пользователей.

6) Изъятие из эксплуатации. На данном этапе программный продукт изымается из общего пользования полностью.



Основные действия, выполняемые на каждом этапе жизненного цикла приложения базы данных

1) Первый этап: планирование БД.

Планируется и находится наиболее длительный способ реализации жизненного цикла БД.

2) Второй этап. Определение требований к системе программного продукта: состава пользователей БД, диапазона действий и границ БД, области применения.

3) Третий этап: проектирование БД.

Полноценный цикл разработки базы данных включает в себя концептуальное, логическое и физическое проектирование БД.

4) Четвертый этап: целевой выбор СУБД (системы управления БД). Выбор самой подходящей СУБД (системы управления БД) для разрабатываемой БД (базы данных).

5) Пятый этап: разработка приложения.

На этом этапе происходит выбор прикладных программ и пользовательского интерфейса, которые используют данные в БД.

6) Шестой этап (необязательный): создание прототипов.

Создание наглядной рабочей модели БД для оценки пользователем и разработчиком конечного вида и способа реализации БД.

7) Седьмой этап: тестирование БД.

Происходит тестирование БД с целью обнаружения ошибок, вместе с этим проверяется соответствие данного программного продукта требованиям пользователя.

8) Восьмой этап: внедрение в общее пользование БД.

База данных на этом этапе должна быть полностью разработана. Вся система готовой БД будет постоянно контролироваться и поддерживаться.



Модели жизненного цикла

Модель жизненного цикла - структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении всего жизненного цикла БД. Важным компонентом в проектировании БД является тестирование системы в процессе ее разработки. На такое способны не все модели жизненного цикла.

Базовые модели жизненного цикла:

1) Модель каскад («водопад») (рис. 1). Данная модель представляет линейную последовательность прохождения стадий создания программного продукта.

Модель:

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Рисунок 1 Модель каскад «водопад»

Достоинства данной модели:

- законченный набор проектной документации, отвечающий критериям согласованности;

- все стадии выполняются строго друг за другом, что позволяет разработчикам уверенную планировку сроков разработки и денежных средств;

Недостатки данной модели:

- жесткая схема процесса разработки;

- жизненный цикл строго очерчен и определен на стадиях разработки программного продукта;

- результат разработки программного продукта известен заказчику в самом конце проекта, что значительно влияет на соответствие требованиям программного продукта;

2) Инкрементная модель (рис. 2). Данная модель представляет линейную структуру стадий, но с несколькими версиями, что улучшает программный продукт.

Достоинства и недостатки у данной модели такие же, как и у предыдущей, но в отличие от модели каскад, заказчик может увидеть результаты раньше, тем самым изменяя начальные требования, что повысит соответствие программного продукта требованиям заказчика. Данная модель предназначена для выполнения разработки сложных комплексных систем, и заказчик и разработчик должны четко представлять готовый программный продукт.



Размещено на http://www.allbest.ru/

2

3) Спиральная модель («эволюционная», разработана Барри Боэмом, 1988 г., рис.3). Данная модель представляет разработку последовательных версий, при этом в самом начале указаны все требования.

Модель:



Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Рисунок 3 спиральная модель

Данная модель создана для разработки новаторских систем. В начале разработки у заказчика и разработчика нет четкого видения конечного программного продукта, в связи с рисками.

Недостатки модели:

- увеличивается неопределенность у разработчика в перспективах разработки продукта.

- трудности в планировании времени и ресурсов всего программного продукта. Чтобы устранить этот недостаток, достаточно ограничить во времени стадии жизненного цикла.

Достоинства модели:

- позволяет на ранних стадиях предоставить пользователю рабочий программный продукт для внесения возможных изменений и дополнений.

- допускается изменение начальных требований при разработке программы.

- позволяет полностью управлять проектом.

- позволяет разработать очень надёжную систему: по мере развития обнаруживаются и исправляются ошибки на каждом шаге.

- совершенствует процесс разработки: анализ, сделанный на каждом шаге, позволяет оценивать изменения в организации разработки, а также проводить улучшения по анализу.

- заказчик может завершить процесс разработки продукта без огромного ущерба для своих финансов.

Самая короткая модель разработки - это спиральная модель, а самая длинная модель разработки - каскадная. Каскадная модель применяется при разработке небольших проектов и при решении отдельных задач.

Этапы жизненного цикла ПО

Этапы жизненного цикла программного обеспечения:

- анализ первоначальных требований заказчика;

- проектирование программного продукта;

- кодирование (программирование);

- тестирование и отладка системы - использование и сопровождение;

- полный выход из эксплуатации;

Теория нормализации

Проектирование реляционных баз данных связано с понятием нормализации. Эта теория основана на анализе зависимости функций между атрибутами отношений. Цель этой замечательной теории состоит в том, чтобы устранить избыточные данные из базы данных. Нормализация помогает значительно снизить количество хранимой информации и устранить неполадки в организации хранения данных.

Нормализация имеет различные уровни. В реляционной базе данных под основой понимается приведение модели к определенному уровню нормализации. Нормализация достигается так: проверяют, соответствуют ли таблицы ряду условий, определенных в трех главных уровнях нормализации: первой, второй и третьей нормальных формах. Поговорим о них подробнее.

Первая нормальная форма

Эта форма требует, чтобы каждое поле таблицы было неделимым (содержащиеся в нем значения не должны делиться на более меньшие) и не содержало повторяющихся групп.

Вторая нормальная форма

Эта форма требует, чтобы все таблицы напрямую зависели от первичного ключа. Если в таблице имеется зависимость не ключевых полей от части первичного ключа, то следует вынести их в отдельную таблицу, причем сделать первичным ключом новой таблицы часть первичного ключа, от которой зависят поля и установить связь «один ко многим» от новой таблицы к старой.

Третья нормальная форма

Эта же форма требует, чтобы в таблицах не было транзитивных зависимостей между не ключевыми полями.

Результат нормализации - модель данных, не содержащая неопределенностей в данных и повторений данных, а также ее легко поддерживать.

Метод интеллектуального штурма

Этот метод преследует цель обнаружить ошибки проекта на ранних этапах жизненного цикла БД (чем раньше может быть выявлена ошибка, тем меньше придется платить за ее преодоление). Соответственно для проведения экспертизы формируются бригады экспертов, которые включают ведущих специалистов из групп: администраторов БД, разработки ПО, системных программистов, обслуживающего персонала, ведущих специалистов предметных областей создания БД и соответственно назначается руководитель бригады экспертов (как правило, администратор БД). Заседание экспертов целесообразно проводить не менее 4-х раз в течение жизненного цикла БД. Во-первых, после этапа концептуального проектирования, во-вторых после реализации, в-третьих, перед началом эксплуатации системы, в-четвертых, в процессе эксплуатации системы когда обнаружены ошибки проекта [1, 2].

В данном исследовании группа R&D Effectiveness компании Alcatel проанализировала продукты и решения своих бизнес-подразделений. Были выделены четыре на первый взгляд успешные методики управления жизненным циклом продукта. Проведена количественная оценка влияния этих методик на выполнение соответствующих проектов. Результаты исследования показали, что одновременное применение всех четырех методик действительно позволяет значительно сократить задержки при выполнении проекта.

Концептуальное представление по Кодду

По Кодду, многомерное концептуальное представление представляет собой множественную перспективу, состоящую из нескольких независимых измерений, вдоль которых могут быть проанализированы определенные совокупности данных. Одновременный анализ по нескольким измерениям определяется как многомерный анализ. Осями многомерной системы координат служат основные атрибуты анализируемого бизнес-процесса (то, по чему ведется анализ).

Например, для продаж это могут быть тип товара, регион, тип покупателя. В качестве одного из измерений используется время. На пересечениях осей - измерений (dimensions) - находятся данные, количественно характеризующие процесс - меры (measures): суммы и иные агрегатные функции (min, max, avg, дисперсия, ср. отклонение и пр.). Каждое измерение включает направления консолидации данных, состоящие из серии последовательных уровней обобщения (уровней иерархии), где каждый вышестоящий уровень соответствует большей степени агрегации данных по соответствующему измерению (различные уровни их детализации). В этом случае становится возможным произвольный выбор желаемого уровня детализации информации по каждому из измерений. Благодаря такой модели данных пользователи могут формулировать сложные запросы, генерировать отчеты, получать подмножества данных [3].

Методы продления жизненного цикла системы

Разработчики стремятся сделать максимально возможным период жизненного цикла информационных продуктов и услуг. Для большинства современных компьютерных программ длительность жизненного цикла равна двум-трём годам, хотя встречаются программы, существующие десять и более лет. Увеличить длительность жизненного цикла БД можно, если регулярно осуществлять такие маркетинговые мероприятия как:

1) изменения в БД и программных услугах;

2) уменьшение цены на БД;

3) проведение модификации БД.



Список использованных источников

1. http://allrefs.net/c21/3vxt8/p46/.

2. http://refleader.ru/ujgatyotrbew.html.

3. http://studies.ucoz.ru/index/zhiznennyj_cikl_bd/0-59.

Размещено на Allbest.ru

...