Базы данных. 7

1. Поддержка БД в актуальном состоянии

    Состояние БД в каждый момент времени должно соответствовать состоянию объекта  управления и при изменении состояния  объекта содержание информации БД должно обновляться. Невыполнение этого условия  ведёт к тому, что принятие решений  осуществляется на основе устаревшей информации, потерявшей ценность. Это  в свою очередь ведёт к неточным и ошибочным решениям. Информация, хранимая в БД, должна быть актуальной, соответствующей действительности.

    В ручных системах сбора ведение БД осуществляется также вручную и  имеет значительную трудоёмкость. В  некоторых случаях трудоёмкость ведения БД в десятки раз превышает  трудоёмкость решения функциональных задач ИС.

    При ручном ведении БД также происходят искажения информации. Существуют нормативы  операторов, т.е. вероятность допускаемой  ими ошибки, которая равна 10^-2 (1 ошибка на 100 знаков).

    Постановка  задач поддержки БД в актуальном состоянии осуществляется последовательно:

1. Определение множества событий, происходящих в объекте управления, связанных с изменениями в БД.
2. Покрытие множества событий.
3. Формирование постановок задач по ведению БД.

    1. Список событий определяется  для каждого отношения логической  модели БД.

    Рассмотрим  отношение R_i. Для каждого i-того отношения устанавливается:

• события, наступление которых связано с добавлением одного или нескольких элементов в отношение;
• события, связанные с удалением одного или нескольких элементов в отношении;
• события, связанные с изменением (заменой) значений атрибутов в одном или нескольких элементах отношения.

    После того как построен список событий С_i, связанный с изменением отношений R_i, необходимо найти полный список событий, выполнив объединение

    C = .

    На  каждом этапе для каждого события  из множества С устанавливаются характеристики:

• частота наступления события (количество наступлений события за заданный период времени);
• документ, имеющий юридическую силу, в котором подтверждается наступление этого события;
• должностное лицо, ответственное за сообщение о том, что событие наступило (источник).

    2. Покрытие множества событий.

    В качестве признаков классификации  используют сущности концептуальной модели. Иногда также используют связи в  качестве признаков. Можно связывать  события с типами объектов. 
 
 

    3. Постановка задачи.

    Каждую  задачу по ведению БД связывают с  классом событий С_к. Название сущности или типа объекта предметной области используют в формулировке названия задачи.

    С каждой функцией связана совокупность действий оператора (нажатие на клавишу, перемещение мыши и т.д.), поэтому  на этом этапе производится расчёт времени (трудоёмкости) выполнения операций ведения БД. 

 

    

2. Целостность базы данных

    Любые изменения, особенно связанные с  ручным вводом, могут искажать данные. В этом случае говорят, что нарушается целостность БД.

    Логические  ограничения, которые накладываются  на данные, называются ограничениями  целостности. Любое состояние БД должно удовлетворять всем логическим ограничениям целостности, которые  установлены для БД, т.е. эти логические выражения, высказывания должны принимать  значение «истина» для любых состояний  БД.

    Различают следующие виды ограничений целостности:

    1. Внутренние и внешние  ограничения целостности.

    Внутренние  ограничения целостности обусловлены  логической моделью БД. К ним относят:

• значения атрибутов отношения должны быть в составе соответствующих доменов;
• все элементы отношения должны быть различные, т.е. отличаться хотя бы одним атрибутом; не должно быть отношения, где ключ имеет неопределённое значение;
• в отношении не должно быть двух элементов с одним и тем же значением первичного ключа;
• должны быть запрещены операции добавления/удаления, которые разрушают установленные для отношения функциональные зависимости.

    Нарушение требований ведёт к нарушениям самой  модели.

    Внешние ограничения целостности обусловлены  закономерностями предметной области.

    2. Статические и  динамические ограничения  целостности.

    Статические ограничения целостности проверяются  для каждого отношения БД.

    Динамические  ограничения целостности определяют допустимость перехода БД из одного допустимого  состояния в другое допустимое состояние.

    Динамические  ограничения целостности являются более сложными для проверки, т.к. необходимо анализировать траекторию изменения состояния БД. В некоторых  случаях для проверки динамических ограничений целостности необходимо анализировать более двух состояний.

    3. Безотлагательные  и отложенные ограничения  целостности.

    Безотлагательные  ограничения целостности проверяются  сразу же после внесения изменений, после выполнения каждой элементарной операции обновления.

    Отлаженные  проверяются только после выполнения нескольких операций, связанных с  обновлением данных. Эти операции связаны  между собой. Лишь последовательное выполнение данных операций обеспечивает переход БД из одного допустимого  состояния в другое допустимое состояние. 

 

    

3. Информационные  технологии и модель технологического процесса обработки данных

    Информационная  технология(ИТ)-совокупность методов обработки, сбора, преобразования, отображения, передачи, хранения информации, осуществляющих в процессе управления.

    ИТ- называют также сами операции сбора, обработки, передачи, хранения, контроля информации – являются частью технологического процесса.

    Графическая модель(ГМ) ТПОД.

    ГМ  включает множество схем, каждая из которых включает:

• решение задач подсистемы
• решение одной  задачи
• этапа выполнения отдельной задачи.

    Процедура обработки данных:

• автоматическая процедура;
• автоматизированная процедура;
• процедура, выполняемая без средств автоматизации.

    Состав  задач ТПОД включает:

• прикладные задачи
• задачи ведения БД
• задачи по обеспечению достоверности данных или по обеспечению безопасности данных

    Для каждой информационной процедуры определяется фрагменты входных, промежуточных  и выходных данных. Входные и промежуточные данные отображаются слева от символа процедуры, а выходные справа.

    Для каждого фрагмента данных указывается  тип носителя.

    Все процедуры связаны между собой  отношением следования. Это отношение  определяется на основе управляющих  и информационных связей. Каждый фрагмент ТП отражен на отдельной схеме, имеет  метку начала и завершения процесса. Условные обозначения и сокращения д.б. уточнены непосредственно на схеме. При этом используются комментарии к символам схемы.

    Пример:

    

    

    

    

    

    

      

      
 
 
 

 

    

4. Достоверности обработки данных

    Под достоверностью информации(ДИ) понимается мера ее истинности. ДИ оценивается вероятностью не искажения сообщений.Типичные причины искажения данных являются:

• Человеческий фактор, который проявляет себя при вводе информации, при подготовке документов, либо при преднамеренном искажении информации.
• Сбои в работе технических средств и программных систем. Любая система содержит ошибки.

    Достоверность информации оценивается вероятностью не искажения сообщений. Пусть ТПОД имеет n последовательных этапов. Если известны вероятности возникновения ошибок на каждом этапе, то достоверность обработки информации определяется выражением:

    Где  Р_{ош i} – вероятность искажения сообщения на i-м этапе ТПОД или, поскольку , как правило близка к нулю:

    Процедуры повышения достоверности данных. Классификация:

1. Универсальные процедуры обнаружения ошибок. Не зависят от предметной области.
2. Предметно-ориентированные процедуры обнаружения ошибок.

      Примерами таких процедур, позволяющих  обнаружить ошибки, являются:

    - визуальный контроль                               (P_{обн ош =}   0.9); универсальные

     - ввод данных 2 операторами           (P_{обн ош}  =  0.95);       предметно-ориентир-е

    - использование контрольных сумм        ( P_{обн ош} =  0.999).

    Пусть в последовательном ТПОД присутствует k-ая операция повышения достоверности информации. Вероятностью обнаружения ошибок на k-ой операции=P_{обн ош к} . Тогда достоверность информации после выполнения k-ой операции можно определить по формуле:

    Р_к = Р_к-1 + Р_{обн ош к} (1 – Р_к-1). 
 

 

    

5. Оценка  объема БД

Эта операция выполняется  для того, чтобы определить требования к накопителю, на которую б. размещаться  БД. Оценку м. производить если известно структура хранения отношения на носителе, которую обеспечивает конкретная система управления БД.

Блок данных – физическая запись

Заголовок –  сколько занято место, служебная  информация и т.д.

Блок данных –наименованная атомарная единица или объект данных по отношению к команде вв/выв.

Блоки м. заполняться не полностью.

Не 1 кортеж не м. разрываться между 2 блоками.

Объем БД определяется как сумма объемов, которые занимают на носителе.

Этапы оценки объема отношений  БД:

1. Оценить размер в байтах 1 кортежа отношения, с учетом размещения значений каждого атрибута и заголовка кортежа.
2. Определить количество кортежей размещенных в 1 блоке.
3. Оценить количество блоков,необходимых для хранения отношения
4. Оценить объем отношения в байтах

 

    

6. Постановка  задачи размещения данных при использовании  смешанной стратегии

    В каждом узле вычислительной сети (ВС) м. разместить любой фрагмент БД, при этом отсутствует ограничение на объем внешней памяти.

    Смешанная стратегия размещения предполагает дублирование отдельных фрагментов БД(ФБД), т.е. копии 1 и того же  фрагмента м.б. размещены в 1, нескольких или даже во всех узлах ВС.

При размещении фрагмента определяется бинарной переменной :

если , то фрагмент размещается в j-м узле,

если , то фрагмент не размещается в j-м узле, j=1,n

Разместить фрагмент таким образом, чтобы объем переданных данных(C) при решении задач рабочей нагрузки ВС был минимален. 
 
 
 

 

    

7. Алгоритм  решения задачи размещения данных при использовании смешанной стратегии

 
 

    V-объем фрагмента,

 - частота передачи фрагмента в вычислительной сети при выполнении его чтения,

        - частота передачи  фрагмента в вычислительной  сети при выполнении  операции обновления  фрагмента,

       - количество копий фрагмента 

Преобразование  целевой функции: 

    m= – количество хранимых копий фрагментов

    Q=-  частота обновлений фрагментов. 

    +)= – частота использования фрагмента в узле j. 

    Правило размещения фрагментов: 

    Местом  размещения фрагмента является узлы ВС, для которых справедливо неравенство , если такие узлы отсутствуют, то местом хранения фрагмента считается единственный узел, имеющий max значение

    Пример:

    Q=16

    Размещение:

          5+4=9

          

    

                      3+7=10   7

      

    V=26

    ,,

 

8. Пользовательский  интерфейс. Информационная модель. Модели восприятия и принятия решения.

      Пользовательский  интерфейс(ПИ) – это совокупность информационной модели проблемной области, средств и способов взаимодействия пользователя с информационной моделью, а также компонентов, обеспечивающих формирование информационной модели.

      Компонентами  ПИ являются:

Функции, модели взаимодействия оператора с программными средствами, информационное, техническое, организационное, экономическое, методическое обеспечение.

    Информационная  модель(ИМ) – это отображение по определенным правилам на информационном поле индикаторных или регистрирующих устройств, характеризующих состояние внешней среды и управляемого процесса.

    На  основе информации, содержащийся в ИМ пользователь:

• формирует образ реальной обстановки;
• производит анализ возникшей ситуации;
• вырабатывает решения по управлению объектом;
• контролирует состояние управляемого процесса при выполнении управляющих действий.

 

          

9. Классификация пользователей и  модели выполнения заданий, взаимодействия пользователей.

      
 
 
 
 
 
 
 

    

      
 
 

    Технические средства взаимодействия человека с  вычислительной системой

    Параллельное  выполнение заданий  пользователем.

    

    

    

    

    

      

    

      

      

      

Взаимодействия в  многоуровневой системе

                                    Готовые решения

             …….     Верхний уровень 

           …….     Нижний уровень 

                  Сбор информации  Сбор информации

Равнозначное  взаимодействие

                  решения              решения    решения

 

                 ..…

   

      сбор  информации  сбор информации  сбор информации 

10. Средства обеспечения пользовательского интерфейса.

 

    Служебные программные средства:

    1.Диспетчеры файлов (файловые менеджеры).

    2.Средства сжатия данных (архиваторы).

    3.Средства диагностики.

    4.Программы инсталляции (установки).

    5.Средства коммуникации.

    6.Средства просмотра и воспроизведения

    7.Средства компьютерной безопасности. 

    Прикладное  программное обеспечение

1. Текстовые редакторы.
2. Текстовые процессоры.
3. Графические редакторы.
4. Системы управления базами данных
5. Электронные таблицы.
6. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы).
7. Настольные издательские системы.
8. Редакторы HTML (Web-редакторы)
9. Браузеры (средства просмотра Web-документов).
10. Системы автоматизированного перевода.
11. Интегрированные системы делопроизводства.
12. Бухгалтерские системы.
13. Финансовые аналитические системы.
14. Экспертные системы.
15. Геоинформационные системы (ГИС).
16. Системы видеомонтажа.
17. Инструментальные языки и системы программирования.

 

    

11. Принципы  построения пользовательского  интерфейса.

1. Интересы пользователя превыше всего.
2. Естественность интерфейса (сохранение профессионального языка, привычные способы решения задач, результаты решения не должны сопровождаться дополнительным пояснением разработчика интерфейса).
3. Согласованность интерфейса. Д. отсутствовать различия в использовании одних и тех же элементов интерфейса. Различают: согласованность команд, согласованность с интерфейсом ОС, согласованность метафор).
4. Принцип прощения пользователя (отмена ошибочных действий).
5. Принцип обратной связи (каждое действие совровождается визуально или звуком).
6. Простота интерфейса (последовательное раскрытие).
7. Гибкость интерфейса (учет уровня подготовки).
8. Эстетичность и привлекательность интерфейса.
9. Максимальное использование возможностей программно-аппаратных средств.
10. Эргономические интерфейсы.

 
 

 

    

12. Оценка  качества и стандарты  пользовательского  интерфейса

    Оценка  качества интерфейса

1. Время обучения работы с интерфейсом.
2. Сохранение навыков по истечении времени.
3. Скорость решения задачи.
4. Точность решения задачи.

    Стандартизация  пользовательского  интерфейса

    Проект  SAA (IBM и Microsoft):

1. Соглашение по интерфейсу пользователя  (CU Access)
2. Соглашение по программному интерфейсу (CPI)
3. Соглашение по разработке приложений                 (C Application)
4. Соглашение по коммуникациям                              (CC Support)

    Привело к созданию:

    (GUI–графический пользовательский интерфейс(“Visio studio”, Microsoft, 1997)) 
 

 

    

13. Этапы проектирования пользовательского  интерфейса.

 

1) Определение функций пользователя

2) Разработка  структуры диалога

3) Определения  сценария диалога

4) Определение  содержания сообщений и отображения  информации

5) Выбор и  проектирование графических объектов  представления информации

6) Размещение  графических объектов на информационном  поле

7) Оценка пользовательского  интерфейса 

 

    

14.   Фазы глобальной  структуры диалога.

 

Существуют 3 фазы:

1. Начальная – установление целей диалога, определение задач.

2. Основная –  фаза преследования целей   диалога, решение задач.

3. Заключительная.

Этапы:

1.1. Определение  имени участника диалога.

1.2. Определение  полномочий

1.3. Определение  языка общения.

1.4. Оценка уровня  знаний пользователя о предметной  области.

1.5. Определение  типа решаемой задачи (тип решаемой  задачи определяет структуру  2-й фазы).

1.6. Выбор темы  диалога (ограничивает предметная  область).

3.1. Формирование  сообщений о прерывании или  об успешном завершении решения  задач.

3.2. Формирование  сообщений о причинах прерывания  задачи.

3.3. Формирование  сообщений по решению проблем,  возникших при решении задач.

3.4. Формирование  сообщений об условиях продолжения 

3.5. Формирование  сообщений о ресурсах затраченных на решение задачи. 
 

 

    

15.   Структура диалога  в форме графа.

    Основная – Фаза преследования

    Структура диалога на этом этапе м. представить в виде модели,1 из моделей граф и/или.

      
 
 
 
 
 
 
 
 

      

    Граф  И/ИЛИ ориентированный граф и  представляет собой сеть с истоком(корень) и множество стоков(листья). Каждая вершина шаг диалога (ШД). ШД м.б. простым (лист данной сети) или сложным. Дуги определяют состав последовательных действий включающих в какой-то IL/