Компютерні дані та методи їх аналізу. Бази даних як інформаційні моделі предметних областей. Системи управління базами даних Лекція 4 з дисципліни Інформаційні. - презентация

1 Компютерні дані та методи їх аналізу. Бази даних як інформаційні моделі предметних областей. Системи управління базами даних Лекція 4 з дисципліни Інформаційні технології у фармації для студентів І курсу фармацевтичного факультету та фармацевтичного факультету технологія парфумерно-косметичних засобів Національний медичний університет імені О.О.Богомольця кафедра медичної інформатики та комп'ютерних технологій навчання

2 Актуальність теми Основна мета збору даних - забезпечити провізора (фармацевта) інформацією. Разом зі знанням ці дані - основа для подальших дії. Проблема вибору оптимальних способів зберігання та обробки великих обсягів фармацевтичної інформації є однією з актуальних проблем галузі. Для організації і ведення даних у фармації найчастіше використовується системи управління базами даних та бази даних, що дозволяють виключити дублювання і оптимізувати обробку документів.

3 1.Засоби опису організації даних. 2.База даних (БД) як інформаційна модель предметної області 3.Системи управління базами даних (СУБД). П л а н л е к ц і ї

4 Модель (від лат. modulus – міра, зразок) – це штучно створений людиною обєкт будь-якої природи, що заміщає або відтворює досліджуваний обєкт так, що вивчення моделі здатне подавати нову інформацію про обєкт і навпаки. Моделювання – метод дослідження об'єктів, заснований на побудові і вивченні моделей, теорій їх використання. Об'єкт, що моделюється, називається прототипом, або оригіналом. 1. Засоби опису організації даних Модель, моделювання

5 Моделювати можна не тільки існуючі предмети, явища та процеси, але й абстракції, яких немає у реальності. Моделювання здійснюється з метою пізнання та перетворення людиною навколишнього світу. 1. Засоби опису організації даних Модель, моделювання

6 Модель є штучно створюваним людиною об'єктом, який дає ідеалізоване уявлення про об'єкт-оригінал. Ідеалізація об'єкта є неодмінним етапом створення моделі. Сутність ідеалізації полягає у визначенні, які саме риси та властивості об'єкта є суттєвими для розв'язання поставленої задачі, впливають на результат рішення і мають бути відтвореними в моделі, а які риси та властивості є несуттєвими і при побудові моделі можуть не враховуватися. Ступінь ідеалізації моделі визначає межі її адекватності, тобто відповідності оригіналу в межах поставленої задачі. 1. Засоби опису організації даних Модель, моделювання

7 Предметні моделі відтворюють властивості об'єктів (геометричні, фізичні) у матеріальній формі (глобус, анатомічні муляжі). Інформаційні моделі представляють об'єкти й процеси в образній або знаковій формі. 1. Засоби опису організації даних Види моделей за способом подання

8 Інформаційні моделі (ІМ) - це сукупність інформації, що характеризує властивості та стан об'єкта і його взаємозв'язки із зовнішнім світом. Такі моделі називають також уявними (тому що вони не мають матеріального втілення). Прикладами інформаційних моделей є усний чи письмовий опис, математичні формули, які відбивають взаємозалежності параметрів об'єкта. За інструментами реалізації інформаційні моделі поділяються на комп'ютерні і некомп'ютерні моделі. ax 2 +bx+c=y 1. Засоби опису організації даних Інформаційна модель

9 2. БД як ІМ предметної області Кроки вирішення поставлених задач Збір і зберігання даних про процес або явище, що вивчається Аналіз отриманих даних Побудова інформаційної моделі явища (процесу), що вивчається Застосування сучасних методів і технологій обробки наявних даних (СУБД, комп'ютерні мережі, прикладні програми) Перевірка побудованої моделі на конкретних даних з наступним коригуванням моделі (за необхідності) Прийняття остаточного рішення стосовно поставленої задачі

10 2. БД як ІМ предметної області Інформаційна модель ПрО Предметна область (ПрО) є множиною всіх предметів, властивості яких і відношення між якими розглядаються в науковій теорії.ПрОПрО Об'єкти і їхні зв'язки ПрО є частиною реальної системи, що розглядається в межах даного дослідження. Інформаційна модель предметної області - модель збору, зберігання, обробки і використання даних для оптимального управління інформаційними потоками і розв'язання поставлених задач в даній ПрО

11 2. БД як ІМ предметної області Інформаційна модель ПрО ПрО може відображатися моделями даних декількох рівнів, число яких залежить від складності моделі. Однак, завжди будуть моделі фізичного і логічного рівнів. Модель фізичного рівня відображає вид зберігання даних (тип, структура, об'єм тощо). Модель логічного рівня відображає зв'язки між даними.

12 Основні ідеї, що лежать в основі концепції бази даних: ізолювати будь-яку прикладну програму від впливу змін в інших програмах через спільні дані шляхом розмежування логічних записів, що використовуються прикладними програмами, від записів, що фізично запамятовуються на магнітних носіях; усунути надмірне дублювання даних; централізувати управління даними. Концепція баз даних Суть концепції баз даних полягає в інтегрованому збереженні й диференційованому використанні прикладними програмами всієї інформації про обєкти предметної області, що становлять певний інтерес для організації ! 2. БД як ІМ предметної області

13 Ядром інформаційної моделі є дані, що в ній зберігаються. Базою даних (БД) називається поіменована сукупність даних, з тією мінімальною надмірністю, що необхідна для взаємоповязаності даних, яка адекватно відображає стан обєктів та їхні відношення у предметній області, яка розглядається База даних Щоб сукупність файлів утворювала базу даних, файли повинні бути: - взаємоповязаними; - інтегрованими (за умови мінімальної надмірності); - незалежними (від програм, у яких вони використовуються, від процесів, у яких вони підтримуються); - мати єдину централізовану програму управління, що забезпечує логічну незалежність програм від даних, які зберігаються у файлах !

14 КласифікаціяБД за технологією обробки даних Класифікація БД за технологією обробки даних 2. БД як ІМ предметної області

15 Основні операції, що виконуються з даними в БД Додавання нових даних в існуючі файли БД та додавання нових файлів Редагування (модифікація) даних в існуючих файлах Пошук даних в БД Видалення даних із існуючих файлів БД та видалення самих файлів 2. БД як ІМ предметної області дані Комп'ютерна ІС являє собою технічний, програмний і технологічний комплекс, задачі якого полягають: у підтримці надійного зберігання БД у комп'ютері; у виконанні обробки даних та відповідних обчислень; у наданні користувачам зручного інтерфейсу взаємодії з БД

16 Активна діяльність з відшукання прийнятних способів усуспільнення безупинно зростаючого обсягу інформації привела до створення на початку 60-х років спеціальних програмних комплексів, названих «системи управління базами даних» (СУБД). СУБД називають сукупність мовних і програмних засобів, призначених для створення, управління і спільного використання БД багатьма користувачами Основна особливість СУБД – це наявність процедур для введення й зберігання не тільки самих даних, але й описів їхньої структури Системи управління базами даних 3. СУБД

17

18 побудова адекватної інформаційної моделі предметної галузі; простота та малі витрати ресурсів на розвиток системи (швидка і дешева модифікація старих та розробка нових програмних додатків у рамках автоматизованої інформаційної системи); простота й оперативність доступу до даних, можливість пошуку інформації різними методами; можливість одночасного ефективного обслуговування великої кількості користувачів; можливість використання у розподілених обчислювальних мережах компютерів; Основні вимоги СУБД 3. СУБД

19 забезпечення режиму розмежованого доступу до даних і програм, виключення можливості їх несанкціонованого застосування; забезпечення подання даних користувачам у зручному вигляді для їхнього подальшого застосування; забезпечення необхідної продуктивності розвязування задач при обмежених витратах ресурсів компютерів; забезпечення захисту інформації у БД від збоїв і відмов у роботі технічних засобів та помилок користувачів. Основні вимоги до СУБД 3. СУБД

20 Скорочення зайвої надмірності даних, що зберігаються. Дані, що використовуються кількома програмами, інтегруються і зберігаються в одному місці. Надмірність даних є, але вона мінімальна та необхідна тільки для забезпечення взаємозвязку різних даних певної предметної області. Усувається суперечливість даних, що може виникати, якщо ті ж дані, що використовуються різними програмами, подаються декілька разів. Переваги щодо застосування СУБД під час реалізації на їхній основі автоматизованих пошуково-інформаційних систем 3. СУБД

21 Дані, що зберігаються, використовуються спільно. Це дає можливість розробляти нові програмні додатки над вже існуючою базою даних із мінімальними затратами. Забезпечується більш простий, швидкий і дешевий розвиток автоматизованих систем за рахунок забезпечення логічної взаємної незалежності програм і даних у БД. Спрощується підтримка цілісності даних (адекватності й узгодженості). Забезпечується можливість швидкого надання даних на нестандартні (заздалегідь не передбачені) запити користувачів без додаткової розробки прикладних програм Переваги щодо застосування СУБД під час реалізації на їхній основі автоматизованих пошуково-інформаційних систем 3. СУБД

22 Інфологічна модель БД Створення проекту бази даних слід починати з аналізу предметної області та виявлення вимог до неї окремих користувачів (наприклад, співробітників аптеки, для яких вона створюється). Проектування покладається на адміністратора бази даних. Поєднуючи часткові уявлення про вміст бази даних, отримані в результаті опитування користувачів, і свої знання адміністратор спочатку створює узагальнений неформальний опис створюваної бази даних. Інфологічною моделлю даних – опис, виконаний з використанням природної мови, математичних формул, таблиць, графіків й інших засобів, зрозумілих всім користувачам бази даних. 1. Етапи проектування БД

23 Даталогічною моделлю даних – опис даних мовними засобами конкретної СУБД на основі інфологічної моделі. Даталогічна модель БД 1. Етапи проектування БД

24 Мовні засоби СУБД виконують дві основні функції: опис подання бази даних на керованих рівнях архітектури системи; ініціювання виконання операції маніпулювання даними. Перша з цих функцій забезпечується мовою опису даних (МОД), яку часто називають мовою визначення даних. Схема бази даних – опис даних засобами МОД. Він включає опис логічної структури даних і обмежень цілісності, що накладаються на неї, у рамках тих правил, що регламентовані моделлю даних СУБД, що використовується Мова опису даних СУБД 1. Етапи проектування БД

25 Мова маніпулювання даними (ММД) дозволяє виконувати передбачені в системі операції над даними з бази даних, тобто містить набір операторів маніпулювання даними, що дозволяє вибирати, заносити дані, видаляти, модифікувати (редагувати) тощо. В даний час існують численні приклади мов СУБД, що поєднують можливості опису даних і маніпулювання даними в єдиних синтаксичних рамках. Більш того, у сучасних СУБД підтримується єдина інтегрована мова, що містить усі необхідні засоби для роботи з базою даних. Найбільш популярним і стандартним для більшості СУБД є мова SQL (Structured Query Language – структурована мова запитів) і QBE (Quere-By-Example – запити за зразком) Мова маніпулювання даними 1. Етапи проектування БД