Нормализация данных в реляционной модели.

На этапе логического проектирования происходит нормализация отношений – это применение последовательности правил по оптимизации структуры БД. Каждая БД должна удовлетворять, как минимум трем нормальным формам.

Первая нормальная форма требует, чтобы каждое поле таблицы БД:1) было неделимым; 2)не содержало повторяющихся групп.

Неделимость поля означает, что значение поля не должно делиться на более мелкие значения. Повторяющимися являются поля, содержащие одинаковые по смыслу значения.

Вторая нормальная форма (2НФ) требует, чтобы все поля таблицы зависели от первичного ключа, то есть, чтобы первичный ключ однозначно определял запись и не был избыточен. Те поля, которые зависят только от части первичного ключа, должны быть выделены в составе отдельных таблиц.

Третья нормальная форма (3НФ) требует, чтобы значение любого поля таблицы, не входящего в первичный ключ, не зависело от значения другого поля, не входящего в первичный ключ (то есть не было транзитивной зависимости).На третьем этап формируется физическая модель для конкретной СУБД, где каждый атрибут таблицы имеет свой конкретный тип, и модель сохраняется в виртуальной памяти. Результатом выполнения всех этих этапов является создание требуемой базы данных.

СУБД производит автоматически сортировку записей по первичному ключу.

Различают следующие типы связей «один-к-одному», «один-ко-многим» «многие-ко-многим». Две таблицы считаются связанными, если значениям одного или нескольких атрибутов одной таблицы можно поставить в соответствие значения одного или нескольких атрибутов другой таблицы. Связь "один-ко-многим" является самой распространенной для реляционных баз данных.

Отношение «один-ко-многим» имеет место, когда одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей в дочерней таблице, а одной записи дочерней таблицы – только одна запись в родительской.

Отношение «один-к-одному» имеет место, когда одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней таблице и наоборот.

Данное отношение используют, если не хотят, чтобы таблица БД «не распухала» от второстепенной информации.

Отношение «многие-ко-многим» имеет место, когда одной записи в родительской таблице может соответствовать больше одной записи в дочерней таблице и наоборот. Например, каждой студент изучает несколько дисциплин. Каждая дисциплина изучается несколькими студентами.

Многие СУБД (в частности Access) не поддерживают связи «многие-ко-многим» на уровне индексов и ссылочной целостности, но при этом считается, что всякую связь «многие-ко-многим» можно заменить на одну или более связей «один-ко-многим».

Наличие ключей обеспечивает сохранение целостности базы данных при ее обновлении и манипулировании данными, упрощает процесс создания запросов, а также процесс изменения данных.

Компьютерные сети.

Компьютерные сети созданы для обмена информацией между территориально разобщенными пользователями, использования одинаковых программ, общих информационных и аппаратных ресурсов.

Компьютерные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные. Локальная сеть имеет небольшую протяженность (до 10 км). Глобальная сеть может значительные расстояния — десятки тысяч километров.

Важнейшей характеристикой сети является скорость передачи информации, которая измеряется в битах в секунду или используется внесистемная единица — бод.

Важнейшей характеристикой сети является скорость передачи информации, которая измеряется в битах в секунду или используется внесистемная единица — бод. При скорости 1 бот в канал связи передается один импульс каждую секунду, то есть один бит. Наименьшей системной единицей измерения скорости передачи информации является 1 бит/сек=1 бот.

Для работы в глобальной сети требуется модем, если работа осуществляется по каналу телефонной линии или сетевая карта – для выхода через локальную сеть (например, Ufanet). При этом передача каждого символа (буквы, цифры) осуществляется с помощью 10 битов (8 бит требуется для передачи символа и два служебных — стартовый и стоповый). Таким образом, при скорости передачи данных 28800 бит/сек в линию передается 2880 символов в секунду. Скорость работы современных модемов различна. Разработаны промышленные модели, работающие со скоростями 14400 бит/с, 16800 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с и 56000 бит/с.

Локальныевычислительная сеть (ЛВС) — это такая сеть, в которой компьютеры с подключенными к ним периферийными устройствами расположены в географически ограниченном пространстве, чаще всего в пределах промышленного или коммерческого предприятия, банка. Локальные сети позволяют организовать совместное использование дорогостоящей аппаратуры, а также распределенную обработку данных на несколько компьютерах. Это дает значительную экономию материальных средств и ускорение процесса обмена информацией. Все сети характеризуются оригинальной структурой (топологией) - это определенный способ соединений. Существуют также структуры, образованные путем комбинации топологий. Топологии бывают:

а) Шинная структура характеризуется общедоступной линией связи, в качестве которой обычно используются витая пара проводов. коаксиальный или оптоволоконный кабель. Эта структуры характеризуются низкой стоимостью подключения новых ЭВМ, простотой управления, высокой гибкостью и возможность простого расширения сети.

б) В кольцевой структуре сети ЭВМ последовательно соединены друг с другом однонаправленной замкнутой линией связи. Информация. передаваемая по кольцу, регенерируется в каждой ЭВМ. Такая структура требует более сложного управления, а включение новой ЭВМ приводит к временному разрыву кольца и прекращению работы в сети.

в) Звездная структурапредполагает наличие центрального компьютера (сервера), с которым связываются остальные ЭВМ (рабочие станции, клиенты). Сервер управляет сетью, определяет маршрут передачи сообщений. По основным характеристикам звездная структура уступает шинной структуре. В частности, ее применение требует повышенных затрат на прокладку линий связи.

г) Древовидная структура выглядит в виде ели. которая расширяется' внизу (каждый дочерний компьютер связан с одним родителем). Отказ одного компьютера приводит к отказу лишь одной ветви. поэтому эта структура более надежна, чем кольцевая.

Каждый компьютер в составе ЛВС должен иметь следующие компоненту: сетевой адаптер (карту), сетевую операционную систему, (сетевые программы).

Функцией сетевого адаптера (сетевой карты) является передача и прием сигналов, по линии связи. Компьютеры ЛВС соединены между собой линиями связи, которые могут быть проводными и беспроводными. На основе последних линий создаются локальные сети с инфракрасными или радиоволновыми способами передачи информации.

Глобальные сети. В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных сетей (America-OnLine, CompuServe и т.д.). Глобальные сети (как и локальные) состоят из компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети (ГВС) всего мира объединены между собой с помощью сети Internet. Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение. В простейшем случае из аппаратных средств нужно дополнительно установить модем, с помощью которого осуществляется связь по телефонной линии.Программное обеспечение делится на два класса: 1) программы-серверы,размещенные на том узле сети, который обслуживает компьютер пользователя )MS IIS, Novell NetWare WebServer, Netscape Enterprise Server, Appache, Netscape FastTrack Server. 2) программы-клиенты,которые находятся на компьютере пользователя и пользуются услугами сервера (IE, Netscape Navigator, Opera, CutiFTP, OutLook Express, Eudora).

Локальные сети.

Компьютерные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные. Локальная сеть имеет небольшую протяженность (до 10 км). Глобальная сеть может значительные расстояния — десятки тысяч километров.

Важнейшей характеристикой сети является скорость передачи информации, которая измеряется в битах в секунду или используется внесистемная единица — бод.

Локальныевычислительная сеть (ЛВС) — это такая сеть, в которой компьютеры с подключенными к ним периферийными устройствами расположены в географически ограниченном пространстве, чаще всего в пределах промышленного или коммерческого предприятия, банка. Локальные сети позволяют организовать совместное использование дорогостоящей аппаратуры, а также распределенную обработку данных на несколько компьютерах. Это дает значительную экономию материальных средств и ускорение процесса обмена информацией. Все сети характеризуются оригинальной структурой (топологией) - это определенный способ соединений. Существуют также структуры, образованные путем комбинации топологий. Топологии бывают:

а) Шинная структура характеризуется общедоступной линией связи, в качестве которой обычно используются витая пара проводов. коаксиальный или оптоволоконный кабель. Эта структуры характеризуются низкой стоимостью подключения новых ЭВМ, простотой управления, высокой гибкостью и возможность простого расширения сети.

б) В кольцевой структуре сети ЭВМ последовательно соединены друг с другом однонаправленной замкнутой линией связи. Информация. передаваемая по кольцу, регенерируется в каждой ЭВМ. Такая структура требует более сложного управления, а включение новой ЭВМ приводит к временному разрыву кольца и прекращению работы в сети.

в) Звездная структурапредполагает наличие центрального компьютера (сервера), с которым связываются остальные ЭВМ (рабочие станции, клиенты). Сервер управляет сетью, определяет маршрут передачи сообщений. По основным характеристикам звездная структура уступает шинной структуре. В частности, ее применение требует повышенных затрат на прокладку линий связи.

г) Древовидная структура выглядит в виде ели. которая расширяется' внизу (каждый дочерний компьютер связан с одним родителем). Отказ одного компьютера приводит к отказу лишь одной ветви. поэтому эта структура более надежна, чем кольцевая.

Каждый компьютер в составе ЛВС должен иметь следующие компоненту: сетевой адаптер (карту), сетевую операционную систему, (сетевые программы).

Функцией сетевого адаптера (сетевой карты) является передача и прием сигналов, по линии связи. Компьютеры ЛВС соединены между собой линиями связи, которые могут быть проводными и беспроводными. На основе последних линий создаются локальные сети с инфракрасными или радиоволновыми способами передачи информации.

В настоящее время наибольшее распространение получили проводные линии связи.

· Кабель на неэкранированной витой паре (UTP). Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные с помощью UTP, достигает 100 м. Скорость передачи информации по такому кабелю составляет 100 Мбит/с.

· Кабель на экранированной витой паре (STP) позволяет передавать информацию со скоростью 100 Мбит/с на расстояние до 100 м. Экранированные кабели дороже по сравнению с UTP. но они обеспечивают лучшую помехозащищенность к электромагнитному излучению.

· Коаксиальный кабель хорошо защищен от мешающего электромагнит­ного изучения. Он позволяет передавать информацию на расстояния до 2 км. со скоростью до 100 Мбит/с.

· Волоконно-оптический кабель передает данные без повторителей на расстояние до 10км со скоростью до 10 Гбит/с. В этих кабелях средой для передачи информации служит оптоволокно. Оно представляет собой тонкую нить из стекла (или пластика).

Волоконно-оптический кабель соединяет между собой электронные системы. поэтому приходиться преобразовывать электрический сигнал в световой сигнал и наоборот. ЛВС бывают одноранговыми и с выделенными серверами. Любая рабочая станция в одноранговой сети может выступать по отношению к другой станции как клиент или как сервер. В сети c выделенным сервером все клиенты общаются с центральным сервером. Легче всего представить сеть с выделенным сервером на примере звездной структуры сети. Все клиенты взаимодействуют друг с другом через сервер, который находится в центре звезды.

Сервер — компьютер, предоставляющий услуги другому компьютеру — клиенту (рабочей станции). С помощью сервера другие компьютеры получают доступ к базам данных, находящимся на сервере, принтерам и факсам, подключенным к серверу. Среди компьютеров различают: почтовые серверы, серверы печати, файл-серверы и т.п. Почтовые серверы служат для организации электронной почты. Именно на жестких дисках таких серверов создаются почтовые ящики, куда приходят сообщения для пользователей. К серверам печати подключены принтеры, и они предоставляют услуги для других компьютеров, пользователи которых распечатывают свои документы с помощью сервера печати. Файл-серверы (FTP-серверы) являются хранилищами информации (файлов). По запросу клиентов они пересылают необходимые файлы, которые хранятся на жестком диске. Существуют серверы приложений (Web-серверы), которые, по запросу клиентов выполняют некоторую программу на сервере, а клиенту отсылают только результаты.