Курс лекций по дисциплине «Использование ВЕБ технологий в системах автоматизации» (стр. 8 )

Контрольные вопросы.  1.Какие Windows-технологии используются  в ОРС программах?  2. Различие ОРС клиент и ОРС сервер?  3. Особенности функционирования  сервера OPC DA?  4. Порядок настройки сервере OPC DA на рабочей станции?  5.Как создаётся компонент ОРС в  СКАДА «TRACE MODE»?  6. Какие типы каналов «TRACE MODE» используется при работе с компонентами ОРС?  7. Какие  элементы Интернет технологий применяются во время работы с ОРС программами?

Резюме. Студенты  получили представление о ОРС технологии и правилах использования ОРС клиентов и ОРС серверов в автоматизированных системах управления технологическими производствами.

Лекция 11  Аннотация. В лекции  вводятся основные понятия реляционных баз данных, а также определяется сущность реляционной модели данных.

В 70-е года прошлого века, когда уже были получены почти все основные теоретические результаты и даже существовали первые прототипы реляционных СУБД, многие специалисты отрицали возможность добиться эффективной реализации таких систем. Однако преимущества реляционного подхода и развитие алгоритмов привели к тому, что к концу 80-х годов реляционные системы заняли на мировом рынке СУБД доминирующее положение. В этой.

Выделим следующие основные понятия реляционных баз данных: тип данных,  домен (проверенные имена), атрибут (заголовок столбца), кортеж (строка), отношение (сама таблица), первичный ключ.  Для начала покажем смысл этих понятий на примере отношения (таблицы) СЛУЖАЩИЕ, содержащего информацию о служащих некоторого предприятия (рис. 3.1).

Типы данных. Значения данных, хранимые в реляционной базе данных, являются типизированными, т. е. известен тип каждого хранимого значения. Понятие типа данных в реляционной модели данных  соответствует понятию типа данных в языках программирования. Напомним, что традиционное (нестрогое) определение типа данных состоит из трех основных компонентов:  определение множества значений данного типа;  определение набора операций, применимых к значениям типа;  определение способа внешнего представления значений типа (литералов).

В современных реляционных базах данных допускаются символьные данные, числовые данные, специальные числовые данные ( «деньги»), а также данные  времени (дата, время, временной интервал). Кроме того, в реляционных системах поддерживается возможность определения пользователями собственных типов данных.  В примере на рис. 3.1 мы имеем дело с данными трех типов: строки символов (имена), целые числа и «деньги»(выплаты служащим)

Домен. Интуитивной трактовкой понятия домена является его восприятие как набор элементов прошедших проверку на допустимость, т. е.  ограничение подмножества значений данного типа.  Например, домен ИМЕНА в примере определен на типе символьных строк, но в число его значений могут входить только те строки, которые могут быть именами. В частности,  для представления русских имен такие строки не могут начинаться с мягкого или твердого знака и не могут быть длиннее  20 символов. Имеются и другие правила.  Гурбангулым Мяликгулымевич Бердымухамемдов носит титул Аркадаг ( покровитель) Туркмении.  Его имя в домен русских имён база данных не пропустит, что видно по реакции программы Word.  Элемент данных является элементом домена в том и только в том случае, если вычисление логического выражения дает результат истина (истина и ложь или true и false).

Если в таблице правила проверки определяется для заголовка  некоторого, то в дальнейшем ограничения на значения этого атрибута играет роль как ограничение всех элементов  домена.  Данные считаются сравнимыми только в том случае, когда они относятся к одному домену. В нашем примере значения доменов НОМЕРА ПРОПУСКОВ и НОМЕРА ОТДЕЛОВ относятся к типу целых чисел, но не являются сравнимыми  (допускать их сравнение было бы бессмысленно). На них наложены разные проверочные логические операции, поэтому они относятся к разным доменам.

Элемент реляционной модели  Форма представления

Отношение  Таблица  Заголовок (схема) отношения  Заголовок таблицы  Кортеж  Строка таблицы  Сущность  Описание свойств объекта  Атрибут  Заголовок столбца таблицы  Домен  Множество допустимых значений атрибута  Значение атрибута  Значение поля в записи  Первичный ключ.  Один или несколько атрибутов  Тип данных  Тип значений элементов таблицы

Отношение представляет собой двумерную таблицу, содержащую  некоторые данные.  В шапке (заголовках)  таблицы записана схема отношения.  В строках записаны кортежи отношения.  Имена столбцов данной таблицы соответствуют именам атрибутов.

1. Все строки таблицы должны быть различными, т. е. не может быть двух строк с одинаковыми значениями.  2. Имена столбцов таблицы должны быть различными.  3. В каждой ячейке таблицы должно быть записано только одно  значение из домена, соответствующего столбцу.  4. Все строки одной таблицы должны иметь одинаковую структуру,  соответствующую  шапке таблицы.  5. Порядок размещения строк в таблице может быть произвольным

Отношение. Понятие отношения (таблицы)  является фундаментальным в реляционном подходе к организации баз данных. Это описание  некоторой  связи порождающей  N-арное «отношение» (таблицу) из данных, хранящихся в реляционной базе.  Термин реляционный происходит от relation (отношение).  Говоря о связанных  данных, мы имеем  в виду тип данных, значения этого типа и переменные, в которых сохраняются значения. Соответственно,  для уточнения термина «отношение» выделяются понятия заголовок  отношения, значения отношения и переменной этого отношения.  В отношения  вступают,  как минимум,  два разных типа данных. Таблица не может иметь менее двух столбцов.  Смотри WEB/разное/ лекция 2.

Сущность определена как «нечто», о чем необходимо записывать информацию.  Сущности имеют некоторые свойства (properties).  Данные о сущности хранятся в отношении (таблице).

Атрибуты (Заголовки) представляют собой общие  свойства сущностей, характеризующие эту сущность.  В структуре таблицы каждый атрибут получает имя через заголовок некоторого столбца таблицы(атрибут это «кликуха» элементов данного племени, данной сущности).  Заголовком  отношения или схемой отношения называется  конечное множество упорядоченных пар вида <A, T>, где A имя атрибута, а T обозначает имя  ранее определенного домена. Каждому атрибуту соответствует свои «проверенные и пропущенные на работу» типы данных.  По определению требуется, чтобы все имена атрибутов в заголовке отношения были различны и отличались между собой. В примере на рис. 3.1 заголовками  отношения СЛУЖАЩИЕ является четыре пары {<слу_номер, номера_пропусков>, <слу_имя, имена>, <слу_зарп, размеры_выплат>, <слу_отд_номер, номера_отделов>}.

Если все атрибуты заголовка отношения определены на разных доменах, то, чтобы не плодить лишних имен, разумно использовать для атрибутов имена соответствующих доменов (не забывая, конечно, о том, что это всего лишь удобный способ именования, который не устраняет различия между понятиями домена и атрибута).

Кортежем, для конкретного заголовка Hr, называется множество упорядоченных триплетов вида <A, T, v>. Третий элемент – v – триплета <A, T, v> является конкретным допустимым значением этого  типа данных (домена T).  Заголовку отношения СЛУЖАЩИЕ соответствуют, например, следующие кортежи: {<слу_номер, номера_пропусков, 2934>, <слу_имя, имена, Иванов>, <слу_зарп, размеры_выплат, 22.000>, <слу_отд_номер, номера_отделов, 310>}, {<слу_номер, номера_пропусков, 2940>, <слу_имя, имена, Кузнецов>, <слу_зарп, размеры_выплат, 35.000>, <слу_отд_номер, номера_отделов, 320>}. Кортеж – набор всех триплетов  составляет, которые составляют  строку таблицы.

Телом Br отношения r называется произвольное множество (набор строк) кортежей tr.  Одно из возможных тел отношения СЛУЖАЩИЕ показано на рис. 3.1. Заметим, что в общем случае, могут существовать такие кортежи tr, которые соответствуют заголовку  Hr, но не входят в набор строк Br.

Значением Vr отношения r  называется пара множеств, состоящая из двух множеств – одно заголовок, другое тело-  (Hr и Br). Вообще, тело величина переменная, её значения изменяются во времени, так что отношения  это изменяющаяся функция. Таблицы разные бывают.  Одно из допустимых значений отношения СЛУЖАЩИЕ показано на рис. 3.1. Старое и новое значения концептуально являются разными.

В изменчивой реляционной базе данных хранятся отношения, значения которых изменяются во времени. Переменной  базы (VARr) называется временной контейнер (поток таблиц),  который может содержать любое допустимое значение таблицы с заголовком и телом  (Vr).  Естественно, что при определении любой VARr требуется указывать соответствующий заголовок отношения Hr.  Подчеркнём, что любая операция обновления базы данных – INSERT (вставка кортежа в переменную отношения), DELETE (удаление кортежа из отношения) и UPDATE (модификация кортежа) – является операцией создающей новое значения отношения.  По определению, степенью, или «арностью» отношения  является мощность  заголовка отношения. Например, в примере степень отношения СЛУЖАЩИЕ равна четырем (четыре столбца в заголовке), т. е. оно является 4-арным (кватернарным).

Схемой реляционной базы данных  считается набор пар,  включающий имена и заголовки всех таблиц (отношений), которые определены в базе данных. Реляционная база данных – это набор пар <VARr, Hr> (конечно, каждая переменная отношения в любой момент времени содержит некоторое значение-отношение, в частности, пустое).

Заметим, что в классических реляционных базах данных после определения схемы базы данных могли изменяться только значения переменных отношений. Однако теперь в большинстве реализаций допускается и изменение схемы базы данных:  определение новых и изменение заголовков существующих переменных отношений. Это принято называть эволюцией схемы базы данных.