Файл: Способы представления данных в информационных системах (Принципы представления данных в компьютере).pdf

Данные типа дата представляются всегда восьмью байтами.

При представлении логических данных для одного значения достаточно одного бита (0 - .F., 1 - .T.), однако чаще для представления одного значения используется один байт^[20] [2,3, 5, 7].

2.3. Представление в базах данных

Представление является виртуальной (логической) таблицей, которая представляет собой поименованный запрос, подставленный как подзапрос при использовании представления.

В отличие от обычных таблиц реляционных баз данных, представление не является самостоятельной частью набора данных, который хранится в базе. Содержимое представления динамически вычисляется на основании данных, которые уже находятся в реальных таблицах. Изменение данных в реальной таблице базы данных немедленно отражается в содержимом всех представлений, которые построены на основании данной таблицы^[21].

Типичным способом создания представлений для СУБД, которые поддерживают язык запросов SQL, является связывание представления с определенным SQL-запросом. Соответственно, содержимое представления является результатом выполнения этого запроса, а возможности построения представления ограничиваются только степенью сложности поддерживаемого конкретной СУБД диалекта SQL. Так, для типичных СУБД, таких как Oracle, Interbase, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Firebird, представление может содержать:

• подмножество записей из таблицы базы данных, которое отвечает определенным условиям (например, при наличии одной таблицы «Люди» можно создать два представления «Женщины» и «Мужчины», в каждом из которых будут записи только о людях соответствующего пола);
• подмножество столбцов таблицы базы данных, которое требуется программе (например, из реальной таблицы «Сотрудники» представление может содержать по каждому сотруднику только ФИО и табельный номер);
• результат обработки данных таблицы определенными операциями (например, представление может содержать все данные реальной таблицы, но с приведением строк в верхний регистр и обрезанными начальными и концевыми пробелами);
• результат объединения с помощью функции join нескольких таблиц (например, при наличии таблиц «Адреса», «Люди», «Фирмы и организации», «Улицы» возможно построение представления, выглядящего как таблица, для каждого человека содержащее его личные данные, адрес места жительства, название организации, где он работает, и адрес этой организации);
• результат слияния нескольких таблиц с одинаковыми типами полей и именами, когда в представлении попадают все записи каждой из сливаемых таблиц (возможно, с исключением дублирования) ^[22];
• результат группировки записей в таблице (например, при наличии таблицы «расходы» с записями по каждому платежу можно построить представление, содержащее средства, израсходованные на каждую отдельную статью расходов);
• практически любую комбинацию вышеперечисленных возможностей.

Представления используются в запросах к базе данных тем же образом, как и обычные таблицы. В случае SQL-СУБД имя представления может находиться в SQL-запросе на месте имени таблицы (в предложении FROM). Запрос из представления обрабатывается системой управления базой данных точно так же, как запрос, в котором на месте имени представления находится подзапрос, определяющий это представление. При этом система управления базой данных с развитыми возможностями оптимизации запросов перед выполнением запроса из представления могут проводить совместную оптимизацию запроса верхнего уровня и запроса, который определяет представление, с целью минимизации затрат на выборку данных^[23].

Использование представлений не дает каких-то совершенно новых возможностей в работе с базой даннных, но может быть очень удобным.

Представления скрывают от прикладной программы сложность запросов и саму структуру таблиц базы данных. Когда прикладной программе требуется таблица с определенным набором данных, она делает простейший запрос из подготовленного представления. При этом даже если для получения этих данных требуется чрезвычайно сложный запрос, сама программа этого запроса не содержит^[24].

Использование представлений позволяет отделить прикладную схему представления данных от схемы хранения. С точки зрения прикладной программы структура данных соответствует тем представлениям, из которых программа эти данные извлекает. В действительности данные могут храниться совершенно иным образом, достаточно лишь создать представления, которые отвечающт потребностям программы. Разделение позволяет независимо модифицировать прикладную программу и схему хранения данных: как при изменении структуры физических таблиц, так и при изменении программы достаточно изменить представления соответствующим образом. Изменение программы не затрагивает физические таблицы, а изменение физической структуры таблиц не требует корректировки программы^[25].

С помощью представлений обеспечивается еще один уровень защиты данных. Пользователю могут предоставляться права только на представление, благодаря чему он не будет иметь доступа к данным, находящимся в тех же таблицах, но не предназначенных для него.

Поскольку SQL-запрос, выбирающий данные представления, зафиксирован на момент его создания, система управления базой данных получает возможность применить к этому запросу оптимизацию или предварительную компиляцию, что положительно сказывается на скорости обращения к представлению, по сравнению с прямым выполнением того же запроса из прикладной программы^[26].

Некоторые системы управления базой данных имеют расширенные представления для данных, доступных только для чтения. Так, система управления базой данных Oracle реализует концепцию «материализованных представлений», являющихся представлениями, содержащими предварительно выбранные невиртуальные наборы данных, совместно используемых в распределенных базах данных. Эти данные извлекаются из различных удаленных источников (с разных серверов распределенной системы управления базой данных). Целостность данных в материализованных представлениях поддерживается за счет периодических синхронизаций или с использованием триггеров. Аналогичный механизм предусмотрен в Microsoft SQL Server^[27].

По самой сути представления могут быть доступны только для чтения. Тем не менее, в некоторых системах управления базой данных (например, в Oracle) представления могут быть редактируемыми, как и обычные физические таблицы. Редактирование может допускаться для представлений, выбранных из единственной физической таблицы таким образом, чтобы каждой записи в представлении соответствовала строго одна запись в таблице-источнике, а в числе полей представления был первичный ключ физической таблицы. При выполнении команд редактирования, добавления или удаления для такого представления сервер СУБД преобразует эти команды в соответствующие команды для физической таблицы-источника. Разумеется, если в представлении используется группировка записей или преобразование значений в полях, редактирование такого представления невозможно даже теоретически. Но и такие представления могут, тем не менее, редактироваться, посредством написания соответствующих триггеров (хотя осмысленность подобных операций целиком останется на совести программиста). Впрочем, редактируемые представления, как и возможность создания триггеров для представлений, поддерживают лишь немногие системы управления базой данных^[28] [3, 5, 8].

2.3.1. Представление данных в табличной форме

Таблицы являются удобной для обработки и анализа формой представления информации. Таблицы, в которых отражается одно свойство, характеризующее два или более объектов, называются таблицами типа «объект – объект»^[29].

Таблицы, в которых отражаются несколько свойств объекта, а все объекты принадлежат одному множеству, называются таблицами вида «объект – свойство».

Комбинирование в одной таблице нескольких таблиц вида «объект – объект» и «объект – свойство» позволяет построить таблицы более сложного вида, например таблицы «объекты - свойства – объекты»^[30].

Таблица характеризуется

• количеством строк и их названиями;
• количеством столбцов и их названиями;
• названием (а если таблиц несколько, то еще и номером);
• содержимым находящихся на пересечении столбцов и строк ячеек.

В случае многоуровневых заголовков столбцов и строк уровни заголовков столбцов называются ярусами, уровни заголовков строк - ступенями^[31].

Основные элементы таблицы:

• записи - строки таблицы, которые могут содержать данные разного типа, но относящиеся чаще всего к одному объекту;
• поля - столбцы таблицы, содержащие, как правило, данные одного типа;
• реквизиты - конкретные значения, находящиеся в ячейках таблицы.

Этапы приведения к табличному виду:

• анализ информации и выделение объектов, о которых идет речь;
• выделение свойств объектов и отношений между ними;
• определение того, можно ли объекты объединить в некоторые подмножества, и в зависимости от этого определение количества уровней и ступеней в заголовках;
• определение общего количества столбцов и порядка их расположения;
• определение наименований столбцов и типа данных, которые там будут располагаться;
• выбор порядка размещения строк и определение названия каждой строки таблицы;
• занесение в ячейки таблицы реквизитов - данных (построчно или по столбцам) ^[32] [3, 5, 8].

По итогам данной главы можно сделать вывод, что представление данных зависит от сферы применения. Представление чаще всего является переформированным видом определенной информации.

Заключение

В рамках данной работы было рассмотрено представление данных. Представление данных является характеристикой, которая выражает правила кодирования элементов и образования конструкций данных на конкретном уровне рассмотрения в вычислительной системе. Было рассмотрено кодирование информации, как переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, обработки, хранения или передачи в зависимости от цели. Отдельно были выделены кодирование текстовой информации, численной, графической и звуковой.

Во второй части работы были рассмотрены представления в зависимости от сферы использования, в частности были рассмотрены представления в памяти ЭВМ, в математике и в базах данных. Для представления как числовой, так и не числовой информации в памяти ЭВМ используется двоичный способ кодирования. В математике любое десятичное число можно представить в любой позиционной системе счисления. Применительно к базам данных представление является виртуальной таблицей, которая представляет собой поименованный запрос, подставленный как подзапрос при использовании представления.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Андреева Е. В. Математические основы информатики: математическое пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 312 с.
2. Глик Д. Информация. История. Теория. Поток / Д. Глик. — М.: CORPUS, 2013. — 576 с.
3. Годин В. Базы данных. Проектирование. Учебник / В. Годин. – М.: Юрайт, 2016. – 478 с.
4. Грэхем Р. Конкретная математика. Математические основы информатики / Р. Грэхем, Д. Э. Кнут, О. Паташник. – М.: Вильямс, 2010. – 784 с.
5. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – 304 с.
6. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных / В. М. Илюшечкин. – М.: Юрайт, 2011. – 224 с.
7. Исаев Г. Проектирование информационных систем / Г. Исаев. – М.: Омега-Л, 2012. – 432 с.
8. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 400 с.

1. Андреева Е. В. Математические основы информатики: математическое пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – С. 246. ↑

2. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – C. 256. ↑

3. Грэхем Р. Конкретная математика. Математические основы информатики / Р. Грэхем, Д. Э. Кнут, О. Паташник. – М.: Вильямс, 2010. – С. 425. ↑

4. Андреева Е. В. Математические основы информатики: математическое пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – С. 174. ↑

5. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – C. 166. ↑

6. Грэхем Р. Конкретная математика. Математические основы информатики / Р. Грэхем, Д. Э. Кнут, О. Паташник. – М.: Вильямс, 2010. – С. 124. ↑

7. Андреева Е. В. Математические основы информатики: математическое пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – С. 215. ↑

8. Грэхем Р. Конкретная математика. Математические основы информатики / Р. Грэхем, Д. Э. Кнут, О. Паташник. – М.: Вильямс, 2010. – С. 235. ↑

9. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – C. 162. ↑

10. Андреева Е. В. Математические основы информатики: математическое пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – С. 300. ↑

11. Грэхем Р. Конкретная математика. Математические основы информатики / Р. Грэхем, Д. Э. Кнут, О. Паташник. – М.: Вильямс, 2010. – С. 556. ↑

12. Грэхем Р. Конкретная математика. Математические основы информатики / Р. Грэхем, Д. Э. Кнут, О. Паташник. – М.: Вильямс, 2010. – С. 226. ↑

13. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – C. 146. ↑

14. Глик Д. Информация. История. Теория. Поток / Д. Глик. — М.: CORPUS, 2013. — С. 352. ↑

15. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 124. ↑

16. Годин В. Базы данных. Проектирование. Учебник / В. Годин. – М.: Юрайт, 2016. – С. 252. ↑

17. Исаев Г. Проектирование информационных систем / Г. Исаев. – М.: Омега-Л, 2012. – С. 52. ↑

18. Глик Д. Информация. История. Теория. Поток / Д. Глик. — М.: CORPUS, 2013. — С. 253. ↑

19. Годин В. Базы данных. Проектирование. Учебник / В. Годин. – М.: Юрайт, 2016. – С. 235. ↑

20. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 125. ↑

21. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных / В. М. Илюшечкин. – М.:Юрайт, 2011. – С. 163. ↑

22. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 133. ↑

23. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных / В. М. Илюшечкин. – М.:Юрайт, 2011. – С. 211. ↑

24. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 122. ↑

25. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных / В. М. Илюшечкин. – М.:Юрайт, 2011. – С. 251. ↑

26. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 125. ↑

27. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – C. 151. ↑

28. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 135. ↑

29. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных / В. М. Илюшечкин. – М.:Юрайт, 2011. – С. 83. ↑

30. Семакин И. Г. Энциклопедия школьной информатики / И. Г. Семакин, Е. В. Андреева, А. А. Дуванова, Е. А. Еремин, И. А. Калинин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – C. 149. ↑

31. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 94. ↑

32. Гудсон Д. Практическое руководство по доступу к данным / Д. Гудсон, Р. Стюард. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – С. 85. ↑