НАЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МИФИ Кафедра компьютерных медицинских

НАЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МИФИ Кафедра компьютерных медицинских систем Системы управления базами данных (СУБД) Часть 1 (цикл лекций 2012 ) Слайд 1

Базовые курсы специализации “Компьютерные медицинские системы” Физические методы медицинской диагностики Программирование Системы управления базами данных Интернет-технологии Системы обработки изображений Основы медицинских знаний Компьютерные сети

Курс "Системы управления базами данных" I семестр III семестр Основы проектирования Пакет SQL Server Разработка БД с применением WEB-технологий (на примере локальных БД) Слайд 2

Цель курса: Чему должен научиться студент на 1 семестре? • Самостоятельно создавать небольшие БД • Правильно и грамотно формулировать требования на создание БД • Уметь работать с существующими БД • Иметь основу для совершенствования своих знаний в этой области Слайд 27

Литература • ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ "СИСТЕМЫ БАЗ ДАННЫХ В ТЕЛЕМЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЯХ”/ Уйба В. В. , Никитаев В. Г. , Цека О. С. , Епанешников А. М. , Бердникович Е. Ю. , Левадная М. Г. , Петухова Е. А. , Проничев А. Н. , Братчиков В. М. , Голубева Л. Л. , Коваленко О. Г. , Таврина Н. С. Учебное пособие / М. : МИФИ, 2007. Слайд 3

Данные – количественные характеристики, объективно отображающие окружающую действительность. Картотеки Справочники Библиотеки Слайд 5

Работа с данными Формирование структуры данных Выполнение операций над хранимыми данными Слайд 6

База данных Под базой данных (БД) понимается набор хранимых в компьютере данных вместе с описанием их структур и связями между ними. При этом данные организованы так, чтобы можно было легко осуществить запись и поиск необходимой информации. БД является набором данных • Данные имеют определенную структуру, причем эта структура должна быть описана • Данные взаимосвязаны друг с другом • Данные соответствующим образом организованы Слайд 8

Система управления базой данных (СУБД) – совокупность программных и языковых средств, позволяющих управлять базой данных. • СУБД включает программные средства СУБД включает языковые средства Слайд 9

Система баз данных (СБД) БД СУБД Аппаратные средства Пользователи Слайд 10

Базы данных в медицине Справочные Учет и контроль Документация Регистратура Медицинские классификации Бухгалтерия Отдел кадров Литературные источники Методические материалы Диагностические Экспертные системы Системы поддержки принятия решений Электронные атласы

Уникальные экспертные системы 12

Система поддержки принятия решений при гистологической диагностике пищевода Пример 1 13

Маркировка на изображениях опухолей, поясняющая информативные признаки, в Системах поддержки принятия решений Пример 2 14

Пример 3 Выделение информативных признаков опухолей 15

Пример 4 Статистический анализ информативных признаков опухолей 16

Пример 5 Система поддержки принятия решений при гистологической диагностике щитовидной железы 17

Пример. Указание морфологических признаков на изображениях опухолей в Системе 6 поддержки принятия решений при гистологической диагностике щитовидной железы 18

Пример. Интегрированная система поддержки принятия решений при инструментально 7 морфологической диагностике заболеваний молочной железы 19

Пример 8 Компьютерная система поддержки принятия решений при гистологической диагностике опухолей щитовидной железы 326 случаев опухолей, более 1000 изображений гистологических препаратов, 15 нозологических форм, 33 признака

Пример 9 Электронный атлас макропрепаратов молочной железы более 300 изображений макропрепаратов опухолей молочной железы с формализованными описаниями

Пример 10 Компьютерный интерактивный атлас бластных клеток со встроенной системой поиска клеток, сходных с анализируемой более 6000 цветных изображений клеток крови, в том числе 3000 бластов

Пример 11 Информационная система исследователя-цитолога по опухолям молочной железы более 600 цветных изображений цитологических препаратов молочной железы, 10 нозологий, 50 признаков

Высокотехнологичный комплекс дистанционной онкологической диагностики АТЛАНТ предназначен для поддержки принятия решений при онкологической диагностике (в том числе во время проведения хирургических операций) и дистанционного обучения Приоритет разработки подтвержден 11 патентами РФ, работа кафедры отмечена 15 медалями ВДНХ, Почетной Грамотой Министра Образования РФ, Почетной Грамотой Министра Здравоохранения и социального развития РФ, Почетной Грамотой ФМБА России. Защищено 4 технических и 4 медицинских диссертации В нем воплощен широкий спектр высоких технологий: цифровое видео, распознавание образов, базы знаний, экспертные системы, системы поддержки принятия врачебных решений, цифровая обработка изображений, цветовой анализ, текстурный анализ, вейвлет-анализ, морфологический анализ 24

Компьютерная медицинская система Аппаратное (техническое обеспечение) Программное обеспечение Информационное обеспечение Математическое обеспечение Методическое обеспечение Метрологическое обеспечение Организационное обеспечение Диагностические Базы данных

Модели первых БД Файловая модель Достоинства: • Возможность упорядочить данные • Простая структура Недостатки: • Отсутствие средств работы с данными • Отсутствие связи между разными файлами • Избыточность данных • Сложность сортировки данных и т. д. Слайд 11

Иерархическая модель Достоинства: • Простота поиска информации • Простота изменения структуры Недостатки: • Не все данные легко реализовать Слайд 12

Сетевая модель Достоинства: • Можно реализовать любую структуру данных Недостатки: • Сложность работы с данными Слайд 13

Реляционная модель ? Слайд 14

Сущности Человек Книга Цвет Слайд 15

Сущность Множество в математике Класс в объектно -ориентированном программировании Существительное в предложении Слайд 16

Отношения Слайд 17

Атрибуты Температура Давление Пульс Состояние горла Наличие боли . . . Слайд 18

Атрибуты Рост Вес Возраст Должность Темперамент . . . Темп речи Мимика Голос . . . Слайд 19

Представление сущности Сущность Таблица Фамилия Имя Отчество Год рожд Иванович 1970 Петрова Мария Ивановна 1980 Сидорова Анна Сидоровна 1915 Фомин Фома Фомич 1965 Львов Лев Львович 1092 Попова Нина Ивановна 1975 Слайд 20

Реляционная модель представляет собой совокупность таблиц, отображающих соответствующие сущности, находящихся в определенных отношениях. Достоинства: • Идеология реляционных БД легко реализуется • Нет многих недостатков других моделей • Позволяет использовать стандартизацию данных Недостатки: • Сложная структура Слайд 22

Кодд Эдгар (1923 - 2003) Слайд 23

Объектная модель Достоинства: Объектавтор • Достоинства ООП Недостатки: • Относительная сложность • Неподготовленность программистов Объекткнига Объектраздел • Мало пакетов программирования Слайд 24

Пакеты проектирования Слайд 26

Жизненный цикл БД Идея Слайд 28

Жизненный цикл БД Предпроектное Обследование (анализ предметной области, Анализ объектной среды) Слайд 29

Жизненный цикл БД Проектирование Слайд 30

Жизненный цикл БД Физическая реализация Слайд 31

Жизненный цикл БД Опытная эксплуатация Слайд 32

Жизненный цикл БД Промышленная эксплуатация Слайд 33

Жизненный цикл БД Износ Слайд 34

Идея • Потребности производства • Требования экологии • Требования рынка • Облегчение труда работников Слайд 35

Предпроектное обследование • Анализ функционирующей системы • Интервью сотрудников • Экспертные оценки • Анализ существующих систем Слайд 36

Техническое задание • Название системы • Сроки выполнения • Исполнитель и заказчик работы • Основание для выполнения работы • Цели создания БД (уменьшение ручного труда, повышение быстродействия системы, расширение функций и возможностей системы, унификация представления информации, связь с другими системами, экономические соображения и т. д. ) • Основные функции и требования к системе • Стоимость выполнения работ Слайд 37

Требования к системе • Перечень информации, которая должна находиться в БД • Функции, которые должна выполнять БД • Категория БД (однопользовательская, клиент-серверная, с использованием глобальной сети) • Средства сбора, обработки и ввода данных • Связь с другими существующими системами • Количественные характеристики системы: объем хранимой информации, периодичность ввода данных, быстродействие БД • Перечень запросов, которые должна обрабатывать система, список создаваемых отчетов. Слайд 38

Требования к системе • Требования к интерфейсу, перечень используемых форм • Требования к техническим средствам • Средства разработки • Обеспечение точности, достоверности, целостности информации, требования к системе защиты информации, восстановлению после сбоев • Требования по тестированию системы • Перечень пользователей, разбиение их на категории и перечень допустимых для них операций • Возможность развития и модернизации системы Слайд 39

Требования к системе • Средства архивирования информации • Необходимая документация • Необходимость создания справочной системы • Научные вопросы, подлежащие исследованию Слайд 40

Требования к системе Заказчик Разработчик Слайд 41

Требования к системе Слайд 42

Проектирование БД Логическое проектирование Физическое проектирование Слайд 43

Итерационный характер • Обнаружение явных и скрытых ошибок • Появление новых идей • Не выполняются условия функционирования • Не устраивает заказчика нет да Слайд 44

Физическая реализация • Использование пакетов программирования • Проверка принятых решений Слайд 45

Опытная эксплуатация • Параллельная работа с участием разработчиков • Наполнение реальными данными • Отработка режимов работы • Обучение персонала Слайд 46

Промышленная эксплуатация • Полная замена на новую систему • Авторский надзор за работой СБД • Модернизация Слайд 47

Износ • Сохранение накопленных данных Слайд 48