РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ

Отчёт

По производственной практике

 

                                                                

      

 

    Выполнила: студентка 5 2 группы

                                                                      математического факультета

   Секретарева Наталия

                                              Проверил: Гамаонов Владимир Георгиевич

Владикавказ. 2003г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение……………………………………………………… 2   

 

     Реляционная модель данных………………………………………7

FoxPro версии 2.0: основные термины и команды…………….16

Цели и задачи проектирования………………………………….21

Структура процесса проектирования………………………….22

Технология ведения информационной системы………………..28

Постановка задачи……………………………………………30

 

Ход решения…………………………………………………..32

 

Заключение……………………………………………………33

 

Список литературы…………………………………………...34

 

Приложения…………………………………………………...35

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Человечество стремительно вступает в принципиально новую для него информационную эпоху. Существенным образом меняются все слагаемые образа жизни людей. В современном обществе уровень информатизации характеризует уровень развития государства. Начавшийся ХХI век специалисты называют веком компьютерных технологий.Их революционное воздействие касается государственных структур и институтов гражданского общества, экономической и социальной сфер, науки и образования, культуры и образа жизни людей. Многие развитые и развивающиеся страны в полной мере осознали те колоссальные преимущества, которые несет с собой развитие и распространение информационно-коммуникационных технологий. Не у кого не вызывает сомнения тот факт, что движение к информационному обществу - это путь в будущее человеческой цивилизации.

По своей глубокой сути информатизация представляет собой процесс преобразования человеком среды своего существования, биосферы в ноосферу, результатом которого будет создание высокоразвитой информсреды. Этот процесс затрагивает как среду обитания, так и собственно общество, самого человека.

Глубина совершаемых преобразований порождает проблемы, от своевременного и эффективного решения которых зависит не только ход информатизации, но при неблагоприятном исходе - существование общества в целом и человека как биологического вида.

Проблемы информатизации производства и обработки информации, то есть проблемы создания и развития современного машинного производства в информационной сфере, порождены противоречием между необходимостью своевременного использования во всех сферах человеческой деятельности больших объемов высококачественной информации и невозможностью оперативно формировать такие объемы с помощью традиционных информационных средств, технологий и линий связи. В эту группу вопросов, в первую очередь, входят материально- техническая, технологическая проблемы и проблемы связи. Россия до сих пор остается великой державой - и гигантской территорией, и мощной индустриальной базой, и в то же время продолжает переживать глубокий политический и социально-экономический кризис, который может перейти либо в долговременный распад на основе трудно обратимого процесса суверенизации регионов, либо через временную стабилизацию в процесс, хотя и медленного, но достаточно устойчивого экономического и социального прогресса, способного обеспечить ей важную роль мировой державы и достойный уровень жизни ее населения.

Развитие и широкое применение информационных и коммуникационных технологий (далее - ИКТ) является глобальной тенденцией мирового развития последних десятилетий. Применение современных технологий обработки и передачи информации имеет решающее значение как для повышения конкурентоспособности экономики и расширения возможностей для интеграции ее в мировую систему хозяйства, так и для повышения эффективности процессов государственного управления на всех уровнях власти, на уровне местного самоуправления, в государственном и негосударственном секторах экономики,.

Не менее важным результатом распространения ИКТ и проникновения их во все сферы общественной жизни является создание технологических предпосылок для развития гражданского общества за счет реального обеспечения прав граждан на свободный и оперативный доступ к информации через глобальную сеть Интернет.

Россия, несмотря на высокие темпы развития информационных технологий в последнее десятилетие, не смогла обеспечить сокращение разрыва с промышленно-развитыми странами в уровне информатизации экономики и общества. Отчасти такое положение вызвано общеэкономическими причинами (затяжной кризис в экономике, низкий уровень материального благосостояние большинства населения и т.п.). Вместе с тем, недостаточное развитие ИКТ в России определяется целым рядом факторов, создающих искусственные препятствия для ускорения информатизации, для широкого внедрения и эффективного использования ИКТ в государственном и негосударственном секторах экономики, для развития отечественного сектора по производству ИКТ. К числу таких негативных факторов относятся:

- несовершенная, неполная и устаревшая нормативно-правовая база, разрабатывавшаяся без учета возможностей, предоставляемых современными информационными технологиями, изначально ориентированная на ограничительный подход по отношению к доступу граждан и хозяйствующих субъектов к информации;

- недостаточное развитие современных информационных технологий в области государственного управления, создающее барьеры для ускоренного распространения ИКТ в остальной части экономики и общества; неготовность органов власти всех уровней к применению эффективных технологий управления и организации взаимодействия с гражданами и хозяйствующими субъектами;

- затратный, не стимулирующий эффективный возврат инвестиций характер существующей практики использования бюджетных средств, выделяемых на реализацию программ информатизации;

- недостаточное внимание к уровню подготовки кадров как в области создания, так и в области использования информационных технологий;

- барьеры на пути вхождения российских предприятий ИКТ сектора на внутренний российский и мировой рынки из-за излишней зарегулированности экономической деятельности, требований обязательной, часто избыточной, сертификации и лицензирования видов деятельности;

- высокий уровень монополизации в области инфраструктуры телекоммуникаций, являющийся следствием высоких входных барьеров и приводящий, в отсутствии должного регулирования, к нерыночным перекосам в тарифной политике;

- узко-техническое понимание роли и возможностей ИКТ, низкая культура работы с ИКТ.

Проблемы, решаемые в рамках настоящей федеральной целевой программы, базируются на приоритетах и целях стратегии социально-экономического развития России на период до 2010 года и отвечают критериям формирования перечня федеральных целевых программ, начиная с 2002 года, одобренным Правительством Российской Федерации на заседании 21 сентября 2000 года, протокол № 31.

Процессы информатизации уже активно идут на всех уровнях. Многие мероприятия, направленные на развитие информационных технологий, реализуются или планируются к реализации в рамках других федеральных, региональных и ведомственных программ (например, ФЦП "Развитие электронной торговли в России на 2002 – 2006 годы", ФЦП "Развитие единой информационно-образовательной среды Российской Федерации в 2002-2006 годы", ФЦП "Создание и развитие информационно-теллекоммуникационной системы специального назначения в интересах органов государственной власти на 2001-2007 годы" и т.д.). В этом аспекте ФЦП "Электронная Россия на 2002-2010 годы" (далее – Программа) призвана не только дополнить другие программы в части формирования адекватной институционально-правовой среды для ИКТ-индустрии, развития инфраструктуры публичных сетей доступа и обеспечения эффективного взаимодействия государства и общества на основе широкого внедрения ИКТ, но и будет выполнять ряд более общих, координирующих функций по отношению к другим программам. В Программе будут, в частности определяться общие концептуальные направления развития ИКТ (основные принципы, общие стандарты и типовые решения по реализации различных проектов и т.д.) как одного из основных направлений социально-экономического развития страны. Реализация общих концептуальных направлений развития ИКТ будет осуществляться преимущественно в различных федеральные, ведомственные и региональных программах.

В этих целях предполагается создать Координационный совет Программы, имеющий статус межведомственной правительственной комиссии, который наряду с управлением данной программой будет вырабатывать общие принципы государственной политики в области информационных технологий, а также будет определять инструменты ее практической комплексной реализации через действующие федеральные, ведомственные и региональные программы в сфере ИКТ.

Данная Программа разработана в соответствии с Распоряжением Правительства Российской Федерации от 12 февраля 2001 г. №207-р и включена в Перечень федеральных целевых программ, предлагаемых Правительством Российской Федерации к финансированию из федерального бюджета, начиная с 2002 года.

Федеральная целевая программа "Электронная Россия 2002-2010" - своеобразная попытка рывка в "цифровое будущее", которое для развитых стран уже стало настоящим.
Программа впрямую не ориентирована на достижение мгновенных экономических результатов: стимуляция развития российского рынка высоких технологий не является ее непосредственной задачей, хотя подобный эффект в случае успешной реализации намеченных планов также будет достигнут.
Программа предполагает реформу нормативного регулирования рынка ИТ, внедрение новых технологий в государственных органах и частном секторе, создание образовательных программ, призванных повысить уровень компьютерной грамотности россиян, и построение масштабной инфраструктуры коммуникаций. В результате реализации программы будут подключены к Интернету все российские вузы и больше половины школ, созданы электронные библиотеки, внедрены системы телемедицины и т.д.

Реально успех программы будет означать в первую очередь, что органы власти всех уровней станут более доступными для граждан, а их деятельность – более прозрачной и более эффективной. Прозрачность достигается за счет обязательной электронной публикации и создания баз данных по всем документам, не имеющим статуса секретных, эффективность – за счет перевода в электронною форму значительных объемов документооборота. Программа также предусматривает наращивание возможностей доступа населения к интернету – это логично вытекает из вышеизложенного. Публиковать документы, которые мало кто сможет прочесть, - дело довольно бессмысленное. Соответственно, планируется также организовать подготовку специалистов в области информационных технологий. В первую очередь, такие специалисты понадобятся государственным учреждениям, но рост числа подготовленных людей не сможет не сказаться и в целом на ситуации на рынке. Отдельно предусматривается помощь в освоении новых технологий СМИ, в первую очередь – региональным (здесь имеются ввиду как подготовка специалистов, так и предоставление доступа к информационным сетям).
Косвенный результат – стимуляция ИТ-отрасли, в первую очередь – за счет роста числа специалистов, и кроме того – людей, имеющих доступ к информационным сетям, и, следовательно, являющихся потенциальными потребителями информационных услуг. Нельзя также сбрасывать со счетов и неизбежный рост спроса на услуги такого рода – как со стороны государственных организаций, внедряющих в делопроизводство новые технологии, так и со стороны их многообразных партнеров.
При этом все вышеперечисленное не служит однозначным обоснованием необходимости программы. Конечно без реализации этой и ряда подобных программ Россия все больше и больше будет отставать от ведущих развитых стран, плавно скатываясь к уровню середнячков третьего мира, которые прекрасно обходятся без информационно-коммуникативных технологий. Аргументы тех критиков программы, которые уже сейчас говорят, что заботиться о цифровом документообороте и расширении доступа к интернету в стране, имеющей целый ряд проблем куда более насущных, несколько преждевременно, не вовсе лишены оснований. Дать быстрый и однозначный ответ, не сбиваясь при этом на общие и бессодержательные рассуждения о месте России в мире и прочем, довольно затруднительно.
ФЦП не только предлагает решения очевидных проблем, она ставит целый ряд новых. Некоторые из этих проблем не могут быть решены в рамках "Электронной России 2002-2010". Для того, например, чтобы при помощи информационных технологий приблизить российскую систему образования к стандартам развитых стран Запада, разрабатывается программа "Развитие единой образовательной информационной среды на 2002-2006 гг.". И требуется детальное обсуждение этих проблем. Выражаем надежду, что проект "Электронная Россия" станет удобной площадкой для начала такого обсуждения, в котором смогут принять участие не только специалисты, представляющие государственный аппарат и российский ИТ-рынок, но и все, кто осознает степень важности поставленных программой вопросов.

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ

 

В соответствии с реляционной моделью база данных представляется в виде совокупности таблиц, над ко­торыми могут выполняться операции, формулируемые в терминах ре­ляционной алгебры и реляционного исчисления. В реляционной моде­ли операции над объектами базы данных имеют теоретико-множест­венный характер.

Концепции реляционной модели данных связаны с именем известного специалиста в области систем баз данных Е. Кодда. Именно поэтому реляционную модель данных часто называют моделью Кодда.

 

ОРГАНИЗАЦИЯ ДАННЫХ

 

Слово «реляционная» происходит от английского relation — отношение. Для пояснения математического понятия «отношение» вспомним два определения.

Декартово произведение. Пусть D₁, D₂,…D _n — произвольные конечные множества и не обязательно различные. Декартовым произведением этих множеств D₁ Х D₂ Х … Х D _n -называется множество n-к вида: < d ₁ , d ₂ , …, d _n  >, где d ₁ принадлежит D₁, d ₂ — D₂ ,

а d _n  -D _n .

Рассмотрим простейший пример. Пусть первое множество состоит из двух элементов D₁= {а ₁ , а ₂}, второе—из трех: D₂ ={b ₁ , b ₂ , b ₃}, Тогда их декартово произведение есть: D₁ Х D₂ = {а ₁ b ₁ ,а ₁ b ₂, а ₁ b ₃,  а ₂ b ₁, а ₂ b ₂,  а ₂ b ₃}.

Отношение. Отношением R, определенным на множествах D₁, D₂,…D _n , называется подмножество декартова произведения D₁ Х D₂ Х … Х D _n . При этом множества D₁, D₂,…D _n называются доменами отношения, а элементы декартова произведения - кортежами отношения. Число n определяет степень (арность) отношения, а количество кортежей - его мощность.

Отношения удобно представлять в виде таблиц. При этом строки таблицы соответствуют кортежам, а столбцы - атрибутам. Каждый атрибут определен на некотором домене. Доменом называют множество атомарных значений. Несколько атрибутов отношения могут быть определены на одном и том же домене. Атрибут определяет роль домена в отношении.

Атрибуты разных отношений также могут быть определены на одном и том же домене.

Атрибут, значения которого идентифицируют кортежи, называется ключом (ключевым атрибутом).

В некоторых отношениях кортежи идентифицируются конкатенацией значений нескольких атрибутов. Тогда говорят, что отношение имеет составной ключ. Отношение может содержать и несколько ключей. Один из ключей отношения объявляется первичным. Значения первичного ключа не могут обновляться. Все прочие ключи отношения называются возможными ключами.

Отметим важную особенность реляционной модели данных. Если в сетевых и иерархических моделях данных для отражения ассоциаций между записями использовались групповые отношения, то в реляционной модели данных такого понятия не существует. Для отражения ассоциаций между кортежами отношении используется дублирование их ключей.

Атрибуты, представляющие собой копии ключей других отношений, называются внешними ключами.

Перечень атрибутов отношения и его свойства определяет схему отношения. Два отношения называются односхемными, если они построены но единой схеме.

Первоначальная модель Кодда содержала небольшой набор средств ограничения целостности: не допускались кортежи с одинаковыми значениями первичного ключа и обеспечивалась возможность наложения ограничений на значения доменов и, следовательно, атрибутов. Механизмов поддержания семантики ассоциаций (речь идет о таких ограничениях целостности, как режим включения и класс членства) в реляционной модели нет. Отношения существуют независимо друг от друга, хотя между кортежами этих отношений возникают порой достаточно сложные ассоциации.

Неразвитость средств ограничения целостности послужила толчком к последующему развитию модели Кодда, которое получило название расширенной реляционной модели данных. Последняя предполагает поддержку ряда служебных отношений, хранящих сведения об ассоциациях предметной области, а процедуры обработки пользовательских отношений учитывают эти сведения. Расширенная модель Кодда представляет существенно более развитые средства для поддержки ограничений целостности.

ОПЕРАЦИИ НАД ДАННЫМИ

К операциям обновления БД относятся запоминание новых кортежей, удаление ненужных, корректировка значении атрибутов существующих кортежей.

Операция ВКЛЮЧИТЬ требует задания имени отношения и предварительного формирования значений атрибутов нового кортежа. Обязательно должен быть задан ключ кортежа. Включение не будет выполнено, если ключ имеет неуникальное значение.

Операция УДАЛИТЬ также требует наименования отношения, а также идентификации кортежа или группы кортежей, подлежащих удалению.

Операция ОБНОВИТЬ выполняется для названного отношения и может корректировать как один, так и несколько кортежей отношения.

 Далее рассмотрим основные операции обработки отношений. Отличительная особенность этих операций заключается в том, что единицей обработки в них являются не кортежи, а отношения. Другими словами, на входе каждой операции используется одно или несколько отношений, а результат выполнения операций — новое отношение.

Смысл любой обработки реляционной базы данных состоит либо в обновлении существующих отношений, либо в создании новых, поскольку результат всякого запроса к БД есть не что иное, как построение нового отношения, удовлетворяющего условиям выборки.

Операция ОБЪЕДИНЕНИЕ (С₁ = А U В)предполагает, что на входе задано два односхемных отношения А и В. Результат объединения есть построенное по той же схеме отношение С, содержащее все кортежи А и все кортежи отношения В. Операция ПЕРЕСЕЧЕНИЕ (С₂=А U В) предполагает на входе два односхемных отношения А и В. На выходе создается отношение по той же схеме, содержащее только те кортежи отношения А, которые есть в отношении В.

Операция ВЫЧИТАНИЕ (С₃=А-В). Все три отношения строятся по одной схеме. В результирующее отношение С₃  включаются только те кортежи из А, которых нет в отношении В.

Операция ДЕКАРТОВО ПРОИЗВЕДЕНИЕ (С₄=А X В). Ее важное отличие от предшествующих состоит в том, что отношения А и В могут быть построены по разным

схемам, а схема отношения С₄ включает все атрибуты отношении А и В.

Операция ВЫБОРКА (горизонтальное подмножество). На входе операции используется одно отношение. Результат выборки есть новое отношение, построенное по той же схеме, содержащее подмножество кортежей исходного отношения, удовлетворяющих условию выборки.

Операция ПРОЕКЦИЯ (вертикальное подмножество). На входе операции используется одно отношение. Результирующее отношение включает подмножество атрибутов исходного. Каждому кортежу исходного отношения соответствует такой кортеж в результирующем отношении, что значения одинаковых атрибутов этих двух кортежей совпадают. Но при этом в результирующем отношении кортежи-дубликаты устраняются, в связи с чем мощность результирующего отношения может быть меньше мощности исходного.

Операция СОЕДИНЕНИЕ. На входе операции используется два отношения; обозначим их А и В. В каждом из отношений выделен атрибут, по которому будет осуществляться соединение; предположим, это атрибуты А₁ и Б₂). Оба атрибута должны быть определены на одном и том же домене. Схема результирующего отношения включает все атрибуты А и все атрибуты отношения В. Допускается, чтобы в схеме результирующего отношения вместо двух атрибутов, по которым выполняется соединение, был представлен только один.

Операция СОЕДИНЕНИЕ похожа на декартово произведение. Отличие состоит в том, что декартово произведение предполагает сцепление, каждого кортежа из А с каждым кортежем из В, а в операции соединения кортеж из отношения А сцепляется только с теми кортежами из В, для которых выполнено условие: В₁=А₁.

Операция ДЕЛЕНИЕ. На входе операции используется два отношения А и В. Пусть отношение А, называемое делимым, содержит атрибуты (А₁,А₂, ...,А_n). Отношение В – делитель -содержит подмножество атрибутов А; положим, (А₁,А₂, ...,А_k), где (k<n). Результирующее отношение С определено на атрибутах отношения А, которых нет и В, т.е.

А_{k +1}, А_k+2 , ..., А_n.

Кортеж включается в результирующее отношение только, если его декартово произведение с отношением В содержится в делимом-отношении А.

Операции реляционной модели данных предоставляют возможность произвольно манипулировать отношениями, позволяя обновлять БД, а также выбирать подмножества хранимых данных и представлять их в нужном виде.

Рассмотренные нами операции реляционной алгебры или алгебры отношений, позволяют пошагово описать процесс получения результирующего отношения.

Отметим особенности реляционной модели данных:

• множество объектов реляционной модели данных однородно - структура данных определяется только в терминах отношений;

• основная единица обработки в операциях реляционной модели данных не запись (как в сетевых и иерархических моделях данных), а множество записей - отношение.