Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Понятие БД. Системы БД. Системы управления БД.





БД(в широком смысле слова) – совокупность сведений о конкретных объектах реального времени, в какой-либо предметной области.

БД(в узком смысле слова) – совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимые от прикладных программ.

В реальной жизни в основном используются системы БД(СБД).

СБД – это компьютеризированная система хранения структурированных данных, основная цель которой хранить информацию и предоставлять ее по требованию пользователя.

СБД содержит 4 основных компонента:

· Данные

· Аппаратное обеспечение

· Программное обеспечение

· Пользователь

Данные. Существуют однопользовательские и многопользовательские системы.

Аппаратное обеспечение:

· накопители для хранения информации вместе с подсоединенными к ним терминалами(совокупность устройств ввода и вывода)

· процессоры вместе с основной памятью, которая используется для поддержки работы программного обеспечения

Программное обеспечение. Между данными и пользователями располагается уровень программного обеспечения. Его ядром является система управления базами данных(СУБД) или диспетчер БД.

СУБД – это комплекс программных и языковых средств, реализующих создание БД, поддержание их в актуальном состоянии, а также обеспечивающих различные категории пользователей, возможность получать из БД необходимую информацию.

 

Функции и особенности СУБД. Язык SQL понятие и назначение.

Функции, реализуемые в СУБД:

1. Организация и поддержка логической структуры данных.

2. Организация и поддержка физической структуры данных во внешней памяти.



3. Организация доступа к данным и их обработка в оперативной и внешней памяти.

СУБД ориентируются на хранение и обработку больших объемов данных, которые не могут быть одновременно и полностью размещены в оперативной памяти ЭВМ. В структуре программного обеспечения ЭВМ за организацию, размещение и оперирование данными во внешней памяти отвечает операционная система, а точнее ее компонент файловая система. Эта система «не знает» внутренней смысловой логики организации данных в файлах и поэтому оперирует с ними, как с однородной совокупностью байтов. С точки зрения назначения СУБД файлы данных имеют структуру, отражающую информационно-логическую схему предметной области. Эта структура данных в файлах должна обязательна учитываться в операциях обработки, но, как правило, невозможно размещение файлов БД сразу целиком в оперативной памяти ЭВМ, поэтому структуру данных в файлах БД приходится учитывать при организации операции обращение к файлам во внешней памяти. Отсюда вытекает основная особенность СУБД, как вида программного обеспечения: являясь прикладным ПО, она выполняет и системные функции: расширяет возможности файловых систем системного ПО.

ПО

 

Системное прикладное инструментальное

Иными словами СУБД поддерживает пользовательские операции высокого уровня, т.е. предоставляет возможности работы с БД, не вникая в деталь, на уровне аппаратного обеспечения. Сюда включены и операции, которые можно выполнить с помощью языка SQL.

SQL – это специальный язык БД. Этот язык сейчас поддерживается большинством СУБД и является официальным стандартом для работы с реалиционными(табличными) системами.SQL не считается обревиатурой.

СУБД – это не единственный программный компонент системы, есть и другие, например, всевозможные утилиты, средства разработки приложений, средства проектирования, генераторы отсчетов и т.д.

 

Пользователи. Выделяют три группы пользователей:

1. Прикладные программисты. Отвечают за написание прикладных программ, использующих БД.

2. Конечные пользователи. Работают с СБД непосредственно через терминал или рабочую станцию.

3. Администраторы БД. Отвечают за создание БД, технический контроль, обеспечение быстродействие системы и ее техническое обслуживание.

 

Понятие предметной области. Уровни проектирование БД. Модели данных.

Предметная область – часть реального мира, подлежащее изучению с целью организации управления и в конечном счете автоматизации. Предметная область представляет собой множество фрагментов, например, предметная область – предприятие фрагментами будут отделы подразделения, цеха и тд. Каждый фрагмент предметной области характеризуется множеством объектов и процессов, использующих объекты, а также множеством пользователей, характеризуемым различными взглядами на предметную область.

В теории проектирования БД, предметную область принято рассматривать в виде 3х представлений:

1. Представление предметной области в том виде как она реально существует.

2. Как ее воспринимает человек.(имеется в виду проектировщик БД)

3. Как она может быть описана с помощью символов.

Данные используемые для описания предметной области представляются в виде 3х уровневой схемы ANSI/SPARC

 

 


 

 
 

 


· Внешний уровень – по сути это совокупность внешних представлений данных , которые обрабатывают приложение и какими их видит пользователь на экране(отсортированные данные в таблице, отфильтрованные данные, результат запроса, форма, отчет)

· Концептуальный уровень – центральный уровень. Здесь БД представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, т.е это так называемая обобщенная модель предметной области. Можно сказать что мы формируем концептуальный уровень, создавая таблицы(определяя их поля, типы, свойства, устанавливаем связи между таблицами)

· Физический уровень – это собственно данные, расположенные на внешних носителях, те это сама БД

Отсюда вытекают основные этапы, на которые разбивается процесс проектирования БД.

Ø 1 этап проектирования: концептуальное проектирование. Здесь происходит сбор, анализ, и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия: обследование предметной области, изучение ее информационной структуры, выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, а также процессами над информационными объектами, моделирование и интеграция всех представлений. По окончание данного этапа получаем концептуальную модель инвариантную к структуре БД. Чаще всего она представляется в виде модели «Сущность-связь».

Ø 2 этап: логическое проектирование. Преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД ориентированную структуру БД. На этом этапе часто моделируют БД применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.

Ø 3 этап: физическое проектирование. Определяем особенности хранения данных, методы доступа и тд.

 

Ядром любой БД является модель данных. Модель данных – это совокупность структур данных и операций их обработки. Каждому уровню архитектуры СУБД соответствует своя модель данных. Кроме моделей данных соответствующим 3м уровням архитектуры СУБД существуют предшествующие им несвязанные с компьютерной реализацией модели. Рассмотрим некоторые из них:

· иерархическая модель данных. Объекты связанны иерархическими отношениями и образуют ориентированный граф. Основные понятия иерархических структур – это уровень, узел и связь. Примерами является файловая структура. Свойства такой модели: каждый уровень более низкого уровня связан только с одним узлом вышестоящего уровня, иерархический граф имеет только одну вершину неподчиненную никакому другому узлу, каждому объекту существует только один путь от вершины, не существует связей перескакивающих через уровень. Достоинства: простота, минимальный расход памяти. Недостатки: неуниверсальность, только навигационный доступ к данным, доступ к данным только через корневой объект.

· Сетевая модель данных. Основными понятиями являются те же самые что в иерархической, но при этом каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. Примерами служит первый уровень – ученики, второй уровень – кружки. Достоинства: универсальность, возможность доступа к данным через несколько объектов. Недостатки: только навигационный доступ к данным, сложность.

· Объектно-ориентированная модель. Принципы похожи на принципы объектно-ориентированных языков программирования, структура объектно-ориентированной БД графически представимо в виде дерева, узлами которого являются объекты, объекты описываются свойствами, а свойства описываются типами. Достоинства: возможность отображения информации и сложных взаимосвязях объекта. Недостатки: сложность в понимании, неудобство обработки данных, низкая скорость выполнения запросов.

· Реляционная модель данных. Эта модель характеризуется простой структурой данных в виде двумерных таблиц. Достоинства: простота, теоретическое обоснование, независимость данных. Недостатки: низкая скорость выполнения запросов, большой расход памяти для представления и хранения данных.

Вывод: в последнее время преимущественное положение заняли реляционные(табличные) СУБД, т.к их недостатки в основном связаны с техническими проблемами, а все эти проблемы компенсируются ростом быстродействия компьютеров и ресурсов памяти современных ПК.

 

 

Классификация БД

1) по типу используемой данной: иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные, смешанные, мультимодельные.

2) По форме представления информации(по логической организации информации):

· фактографические БД накапливают и хранят данные в виде множества экземпляров информационных объектов. Каждый из таких экземпляров или некоторая их совокупность отражают сведению по каком-либо факту, событию и тд отдельному от всех прочих сведений и фактов

· документальные БД. Единичным элемнтом информации является не расчленынный на более мелкие документы элементы документ.

· Мультимедийные БД.

3) По режиму доступа к данным:

· БД с локальным доступом. К БД имеет доступ пользователь только одной ЭВМ

· БД с удаленным или сетевым доступом

4) По расположению данных:

· Централизованные БД. В этом случае БД хранится в памяти одной ЭВМ.

· Распределенные БД. Состоят из нескольких возможно пересекающихся частей, хранящихся на различных ЭВМ вычислительной сети

5) По организации процессов обработки данных. Данная классификация применима только к централизованным БД с сетевым доступом:

· Файл-сервер предполагает выделение 1 ЭВМ в качестве центральной(сервер файлов). На ней хранится централизованная БД. Все остальные машины в сети выполняют функции рабочих станций. Файлы БД по запросам пользователей передаются на рабочие станции, где и происходит обработка данных.

Передача файлов для обработки
Файл-сервер (хранение)
Рабочая станция 2 (обработка)
Рабочая станция 1 (обработка)

 

       
   
 
 

 


· Клиент-сервер. При такой архитектуре БД, центральная машина(сервер БД), кроме хранения БД обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. По запросу пользователя происходит поиск и извлечение данных на сервере, а извлеченные данные(а не файлы) передаются по сети клиентам

Файл-сервер (хранение, обработки)
Рабочая станция (клиент 2)
Рабочая станция (клиент 1)
Передача и извлечение данных

 

 

Реляционные БД

Реляционные объекты данных









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.