Слайд 1БАНКИ ДАННЫХ
Автор: Емельянов Н. Е.
Правка: Тригуб Н.А.
Слайд 26. Интерфейс с БД
Проблемы создания БД
Проектирование (концептуальное)
Хранение (выбор СУБД, логическое
проектирование)
Интерфейс (как организовать ввод-вывод)
Технология эксплуатации (сеть или нет и др.)
Слайд 36.1. Понятие документа
БД
ВХОД
ВЫХОД
…
Малый бизнес – до 100 дисплеев
Средний - от
100 до 1000
Большой – более 1000
Слайд 4Понятие User View -
взгляд пользователя
View 1
Слайд 5Понятие User View -
взгляд пользователя
View 2
Слайд 6Понятие User View -
взгляд пользователя
View 3
Слайд 7Понятие User View -
взгляд пользователя
View 3
View 1
View 2
Слайд 8Каждый документ – один из взглядов (View).
Сколько же документов
в ИС?
Обследование 5.000 ИС в 2000 г.
Слайд 9Документ (D) – структурированный текст (справка, таблица, газета, книга и
т.д.) на магнитном носителе или в последовательности символов.
D = UBi
i
Слайд 10Электронный документ – структурированная информация для ввода, вывода, передачи, согласования,
подписи и т.д. на магнитном носителе или в последовательности символов.
Слайд 116.2. Форма и содержание документа
АНКЕТА
ФИО Иванов И.И
Г.Р. 1986
………
Форма – постоянная часть всех
документов данной форма.
Содержание – переменная часть.
Слайд 12Министерство высшего образования
МИСИС
Кафедра ИК
Фонд заработной платы
Январь 2008 года
500.000 рублей
Слайд 13Министерство высшего образования
МИСИС
Кафедра ИК
Фонд заработной платы
Январь 2008 года
500.000 рублей
Если ИС
– кафедральная зарплата
Слайд 14Министерство высшего образования
МИСИС
Кафедра ИК
Фонд заработной платы
Январь 2008 года
500.000 рублей
Если ИС
– зарплата МИСИС
Слайд 15Министерство высшего образования
МИСИС
Кафедра ИК
Фонд заработной платы
Январь 2008 года
500.000 рублей
Если ИС
– Министерства высшего образования
Слайд 16Министерство высшего образования
МИСИС
Кафедра ИК
Фонд заработной платы
Январь 2008 года
500.000 рублей
Если ИС
– Совета Миристров
Слайд 176.3. Ввод документов
БД
Структура док-та
Структура БД
Документ
1
2
3
1 – расформатирование,
2 – реструктуризация (из
док. В БД),
3 – запись в БД
Слайд 186.4. Вывод документов
БД
Структура док-та
Структура БД
Документ
3
2
1
1 – отбор из БД,
2 –
реструктуризация (из БД в док.),
3 – форматирование
Слайд 19Вопрос. Можно ли повторно вводить в БД один и тот
же документ?
F(Б (старая), Di j)
Б (нов.)
F((Б (ст.), Di j), Di j)) Б’(нов.)
Б (нов.) = Б’(нов.) ?
Может ли быть, что
Б (нов.) /= Б’(нов.) ?
Слайд 206.5. Классификация видов представления данных в документах
Как можно отобразить сложные
структуры на лист бумаги ?
Слайд 21Аксиома 1. Не бывает документов типа Зарплата = 5000.
Обязательно есть идентификаторы, которые определяют данные.
Аксиома 2.
Семантические блоки или не пересекаются или один входит в другой.
То есть кроссворды не документы.
Если Аксиомы 1, 2 выполнены, то можно все отображения разбить на следующие типы.
М
О
А С У
К
В
А
Слайд 22Типы отображений
1) Последовательности
- с именами
- с
разделителями
- семантические
2) Таблицы
- с промежуточными заголовками
- с заголовками столбцов
-
с заголовками строк
3) Иерархии
- с номерами уровней
- отступами
- контурами
-ссылками
4) Смешанное представление
Слайд 23Типы отображений
1) Последовательности
- с именами
Вес = 150 (имя = знач.)
-
с разделителями (3 х 10 см.) (размеры)
- семантические Москва, 2008 (город и год)
2) Таблицы
- с промежуточными заголовками
- с заголовками столбцов
- с заголовками строк
3) Иерархии
- с номерами уровней
- отступами
- контурами
-ссылками
4) Смешанное представление
Слайд 24Таблицы
Имя 1
Имя 2
Имя 3
Имя 4
Имя 5
Имя 6
Имя 7
Имя 8
Имя 9
Имя
10
Данное
Уровень 1
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 4
Уровень 5
Имя N
Слайд 25Иерархии
Номера уровней
1.
1.1.
1.2.
1.2.1.
Отступы (блок – схемы)
A
B
C
D
Слайд 26Иерархии
Контуры (газетное представление)
Ссылки
A
B
C
Вести из за
рубежа
Англия
Франция
C
D
Слайд 27Смешанное представление
1.1. Имя 1
Имя 2
Имя 3
Имя 4
Имя 5
Имя 6
Имя 7
Имя
8
Имя 9
Имя 10
Данное
1.2. Имя N
1. Имя 1
Имя 11
Имя 12
И1=Д1, И2=Д2,
И3=Д3,
И4=Д4,
И5=Д5, …..
Иерархия
Таб-
лица
Последовательность
Иерархия
Слайд 296.6. Современный электронный документ (Система Lotus)
Электронная цифровая подпись
Документ –
структурированный текст
ИЗО
AUDIO
VIDEO
Приложения:
Тексты
Базы данных:
БД1
БД2
БДn
. . .
Слайд 307. Запрос к БД
7.1. Компоненты запроса
Что выбрать
По каким условиям
Как сортировать
Как
форматировать
И 2) – функции языка запросов
3) И 4) –
генератора отчетов
Слайд 31Три способа построения запросов
Алгебра
Исчисление
Языки запросов
Слайд 327.2. Реляционная алгебра Кодда
Всего 6 одно и двухместных операторов
F(A)
B
G(A,B)
C
где A,B,C – отношения
Кодд доказал, что 6 операторов достаточно для выполнения любого запроса
Слайд 33Операторы реляционной алгебры
1. Объединение (Union)
U(A,B) =
C
A и B одинаковы по составу реквизитов.
К строкам А добавляются строки В
2. Пересечение (Intersection)
I(A,B) = C
A и B одинаковы. Выделение общих строк.
3. Вычитание (Difference)
D(A,B) = C
A и B одинаковы. Вычитаются из А общие с В строки.
4. Выбор (Select)
S(A, условие) = B
Выбор из А строк, удовлетворяющих условию.
5. Проекция (Project)
P(A, имена столбцов) = B
Выбор из А указанных столбцов.
6. Соединение (Join)
J(A,B, условие) = C
A и B разного состава. Объединение строк А и В.
Слайд 36
J (A, B, условие) = C
A
ai
B
a1
an
b1
bk
bj
ai
a1
an
C
b1
bk
bj
1
x
ai(1)= bj(x)
Условие ai = bj
Слайд 377.3. Реляционное исчисление
(calculus) Кодда
Исчисление – знаковая система из термов (слов),
формул (фраз), правил вывода новых правильных формул из уже имеющихся
Знаки
– отношение
A (a,b,…) – имя и реквизиты отношения
: –– справа стоит условие
Слайд 38Пример
Sp (p#, s#) S (City, s#)
C(Sp.p#, S.s#) : Sp.s# = S.s#
Новое отношение C
построено при помощи
Join и Project
Слайд 397.4. Языки запросов
7.4.1. SQL (Structured Query Language)
Структурированный ЯЗ.
Стандарты ISO
1989 (1992)
Операторы
Select – что выбрать
From – откуда выбрать
Where
– при каких условиях
Слайд 40 Примеры запросов
Результат
S (s#, city, status) - поставщики
Select s#, status
From S
Where city = ‘Paris’ and status > 20
S - то же
Sp (s#, p#) - поставки
Select p#, city
From Sp, S
Where Sp.s# = S.s#
c) S, Sp - те же
P (p#, color) - детали
Select s#, city
From S
Where s# In
Select s#
From Sp
Where p# In
Select p#
From P
Where color = ‘red’
S#
Status
p#
city
S#
City
Поставщики
Парижа
Список всех
деталей и городов
их производства
Поставщики
красных деталей
Слайд 41Алгебра описывает как выполняется запрос
Исчисление и Язык запросов определяют что
нужно получить
Слайд 427.4. Языки запросов
7.4.2. XQuery (XML - запрос)
Для XML - DB.
The World Wide Web Consortium (W3C)
Рекомендации 2006 – 2007
годов.
Слайд 43
XML - DB
Результат выполнения запроса тоже XML документ
Слайд 44Работа со сложными структурами в РСУБД
Разложение структур на отношения и
сборка их
Аналог.
Автомобиль в гараж – разборка вплоть до гаек
и винтиков
Из гаража – сборка
Слайд 46XQuery XPath
Эта часть языка позволяет описать
сложные структуры
Слайд 47A . . .
а) Отобрать объекты А, которые содержат
путь В, С
B
C
Слайд 48A . . .
б) Отобрать объекты А, в которых
содержат M = m, N = n
B
C
M = m
N =
n
Слайд 497.4.3. Отображение структуры объекта, реструктуризация
XSLT (XML Style Language Transformations). W3C
Язык
изменения стиля XML
Слайд 51A
B
C
P
N
A
C’
B’
M’
N’
M
Q
Q’
P’
XSLT
Изменение имен, вычисления и др.
S=M’+ N’
Слайд 528. Технология эксплуатации
8.1. Потребности пользователей
Неоднородность (техники, информации - те же
объекты названы по разному и др.)
Распределенность (общие данные разбиты
на части)
Интеграция (Data Warehause – единые хранилище, индекс)
Перепроектирование (Reengineering)
Миграция / наследование (Legacy)
Интероперабельность (Interoperable) – совместное использование
Слайд 538.2. Работа в сетях
Клиент – серверная модель:
Файловый сервер FS
…
БД
Сервер
Клиенты
Сервер
Клиент
File
Слайд 542) Доступ к удаленным ресурсам (RDA –Remove Data Access)
Сервер
Клиент
SQL
Ввод/отображение инф.
Прикладные
программы
Таблица
Слайд 553) Сервер БД (DBS)
Клиент
SQL
Ввод/
отобр. инф.
Прикл.
прогр.
Таблица
Доступ
к ресурсу
Реглам.
вызов
Данные
БД
Сервер
Слайд 564) Сервер приложений (AS – Application Server)
Клиент
SQL
Ввод/
отобр. инф.
Прикл.
прогр.
Таблица
Доступ
к
ресурсу
Реглам.
вызов
Данные
БД
Сервер
API
Данные
AS
Слайд 57Системы 1 – 3 двухуровневые
Система 4 - трехуровневая
Достоинство 3-уровневой
– возможность работы с большим числом клиентов (более 1000)
Толстый клиент
в системах 1 и 2
Тонкий клиент в системах 4 и 3
Идеальный тонкий клиент стандартный браузер (MS Explorer)
Замечательное свойство тонкого клиента – его не нужно инсталлировать при изменении программ
Слайд 588.3. Восстановление после сбоев
8.3.1. Основные понятия
Транзакция – непрерывная деятельность,
которая переводит БД из одного согласованного состояния в другое.Транзакция выполняется
целиком или вообще не выполняется, т.к. ее нельзя прерывать. В случае сбоя нужно откатиться на начало.
Мягкий сбой (диск – носитель БД – цел). Жесткий сбой – диск испорчен.
Контрольная точка – выделенный момент, когда БД в согласованном состоянии.
Архив БД – копия БД, соответствующая некоторой контрольной точке
Слайд 598.3.2. Ведение архива БД
При работе с БД необходимо вести архив,
т.к. возможны жесткий сбой, пожар и т.д.
Обычное ведение архива «в
кружок»: сын, отец, дед.
Если время снятия копии БД неделя.
Современное
состояние - сын
Недельной
давности - отец
Двухнедельной
давности - дед
Слайд 60Через неделю при снятии копии
Современное
состояние - сын
Недельной
давности - отец
Двухнедельной
давности -
дед
Слайд 618.3.3. Восстановление назад. Откат системы для мягких сбоев.
БД
Прикл.
программа
Буфер ввода/вывода (ОП)
Ti
Старые
страницы
Системный журнал
Слайд 62
БД
Прикл.
программа
Буфер ввода/вывода (ОП)
T0 Ti
Новые страницы
Системный журнал
8.3.4. Восстановление вперед. Для жестких
сбоев.
Архив на контр. т. T0
Tj
Запись на
новый диск
Слайд 638.4. Защита информации от НСД (несанкционированного доступа)
8.4.1. Основные понятия
Пароль
– до 12 символов (помнит человек)
Уровни секретности (от секретно,
до Гос. тайны)
Правила назначения пароля:
Длина (от 8 до 10 символов)
Ск. букв и ск. цифр
Запрещенные слова
Частота замены
3) Ключи – от 256 до 4 Кб (человек не помнит). Ключи выдает ФСБ.
Слайд 644) Защита от излучения
железные экраны на окнах
«шумелки»
Слайд 658.4.2. Закрытые и открытые ключи
Доступны всем
по login
и паролю
Имеет
только
пользователь
Слайд 668.4.3. Построение открытых и закрытых ключей
Алгоритм RSA
p и q – большие
простые числа
n=pq
Для каждого eсуществует единственное d такое, что de = 1 (mod n)
(n, e) – открытый ключ
(n, d) – закрытый ключ
Te (mod n) = T TTd (mod n) = T
Стойкость алгоритма – ск. операций нужно произвести,
чтобы расшифровать.
Стойкость алгоритм RSA определяется трудностью
разложения на простые множители числа n=pq
Слайд 67Сколько существует простых чисел?
Простых чисел бесконечно много.
Док-во Евклида (3-й век
до н.э.)
Допустим, что количество простых чисел конечно. Перемножим их и
прибавим единицу. Полученное число не делится ни на одно из конечного набора простых чисел (остаток единица). Значит, оно новое простое или должно делиться на некоторое простое число, не включённое в этот набор.
Слайд 68Наибольшее известное простое.
Сколько десятичных знаков ?
9.808.358 десятичных знаков -
10 томов
по 1000 страниц.
44-е известное простое
число Мерсенна = 232582657 −
1.
(найдено в 2006 г.)
В 2005 найдено из 9.152.052 цифр.
Фирма EFF платит
$100.000 за каждое новое простое число из более чем
107 десятичных цифр.
Слайд 698.4.4. Электронная подпись
Текст
Текст
F(кл.закр)
Эл.подпись
Текст не изменяется от подписи
F -1(кл.откр) = да /
нет
Слайд 708.4.5. Шифрование файлов, каналов и устройств
Файл
Зашифрован
файл
G(кл.закр)
Файл
G(кл.откр)
1) Файлы
Файл
Зашифрован
файл
G(кл.откр)
Петрова
Файл
G(кл.закр)
Прочтет
только
Петров
Слайд 71ПК1
G(ключ)
ПК2
G-1(ключ)
2) Шифрование каналов
ЭВМ
G(ключ)
G-1(ключ)
3) Шифрование устройств
На диске все зашифровано
Слайд 72Клиент
G(ключ)
Сервер
G-1(ключ)
4) Шифрование сеанса связи MS
(login + пароль) – начало сеанса
Ключ
– случайная величина K из счетчик битов
Ke = K
K посылается с сервера клиенту
Kd = K расшифровывается на клиенте
Шифровка ведется по кускам (гумирование) при помощи ключа K
Текст
гумирование