Вопрос 12. Технологии баз данных

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1564

1. Банки данных и режимы их функционирования.

2. Классификация и характеристики СУБД

3. Три модели баз данных.

1. Банк данных— современная форма организации хранения и доступа к информации. Это система специальным образом организо­ванных данных (баз данных), программных, технических, язы­ковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных. Банк данных — сложная система, включающая в себя все обеспечивающие подсистемы, необходимые для функционирования любой системы автомати­зированной обработки данных. Компонентами банка данных являются:

• база данных;

• система управления базой данных (СУБД);

• вычислительная система (операционная система или технические средства);

• администратор базы данных (группа специалистов, без которых невозможно функционирование и развитие базы данных);

• словарь данных;

• обслуживающий персонал.

Среди перечисленных компонентов основными являются база данных и системе управления базой данных (СУБД). Программными средствами банка данных являются:

• операционная система;

• прикладные программы обслуживания банка данных;

• программный компонент (ядро системы управления базой дан­ных, транслятора, утилиты).

Режимы функционирования банка данных в производственных ус­ловиях включают

• режим начальной загрузки, в котором исходная информация, содержащаяся в банке данных, вводится в соответствующие структуры баз данных (БД);

• режим корректировки, в котором осуществляется обновление, добавление и удаление информации, находящейся в банке данных;

• режим диалога, в котором пользователи обращаются к банку дан­ных и производится обработка запросов. Такие запросы могут предусматривать

• только выдачу пользователю информации о тех или иных параметрах процесса. Эта информация в требуемом формате со­держится в банке данных;

• решение постеленной задачи с использованием сведений, находящихся в банке данных;

режим реорганизации и анализа, в котором выполняются опера­ции, непосредственно связанные с поддержанием банка данных в рабочем состоянии:

• реорганизация структур БД;

• копирование и восстановление БД;

• анализ статистических данных, связанных с функционированием информационного фонда.

"Автоматизированные банки данных уже давно стали неотъем­лемой частью практически всех компьютерных систем управ­ления на любой уровне — от отрасли до отдельного предпри­ятия".

2.База данных— это информационная модель предметной облас­ти, совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Данные (файлы) хранятся во внешней памяти и используются в качестве входной информа­ции для решения задач.

"Технологии баз данных составляют одну из фундаментальных областей информационных технологий, используемых в разра­ботках информационных систем различного назначения".

СУБД— программа, с помощью которой реализуется централизованное управление данными, хранимыми в базе, а также доступ к ним, поддержка их в актуальном режиме.

СУБД классифицируются-

• по выполняемым функциям на:

. операционные;

. информационные;

• по сфере применения на:

. универсальные;

• проблемно-ориентированные;

• по используемому языку общения на:

. замкнутые, имеющие собственные самостоятельные языки общения пользователей с базами данных;

открытые (в которых используется язык программирования, расширенный операторами языка манипулирования данными);

• по числу поддерживаемых уровней моделей данных на:

• одноуровневые системы;

• двухуровневые системы;

• трехуровневые системы;

• по способу установления связей между данными:

• реляционные базы данных;

. иерархические базы данных;

сетевые базы данных;

• по способу организации хранения данных и выполнения функций об­работки базы данных на: централизованные;

распределенные.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагаютдве основные архитектуры:

• архитектура файл-сервер предполагает выделение одной из ма­шин сети в качестве центральной (главный сервер файлов), где хранится совместно используемая централизованная база данных. Все другие машины сети исполняют роль рабочих станций. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими за­просами передаются на рабочие станции, где в основном и про­изводится их обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информацион­ной системы падает;

• архитектура клиент-сервер. Каждый из подключенных к сети и составляющих эту архитектуру компьютеров играет свою роль:: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, клиент имеет возможность пользоваться ими.

Сервер базы данныхпредставляет собой СУБД, параллельно об­рабатывающую запросы, поступившие со всех рабочих станций. Как правило, клиент и сервер территориально отдалены друг от друга, и в этом случае они образуют систему распределен­ной обработки данных.

Характеристиками СУБД являются:

• производительность;

• обеспечение целостности данных на уровне баз данных;

• обеспечение безопасности данных;

• возможность работы в многопользовательских средах;

• возможность импорта и экспорта данных;

• обеспечение доступа к данным с помощью языка SQL;

• возможность составления запросов;

• наличие инструментальных средств разработки прикладных про­грамм.

Производительность СУБД оценивается:

• временем выполнения запросов;

• скоростью поиска информации;

• временем импортирования баз данных из других форматов;

• скоростью выполнения операций (таких как обновление, встав­ка, удаление);

• временем генерации отчета и другими показателями.

Безопасность данных достигается

• шифрованием прикладных программ;

• шифрованием данных;

• защитой данных паролем;

• ограничением доступа к базе данных.

Обеспечение целостности данных подразумевает наличие средств, позволяющих удостовериться, что информация в базе данных всегда остается корректной и полной. Целостность данных должна обеспечиваться независимо от того, каким образом данные заносятся в память (в интерактивном режиме, посред­ством импорта или с помощью специальной программы).

Система управления базами данных управляет данными во внеш­ней памяти. Обеспечивает надежное хранение данных и поддержку соответствующих языков базы данных. Важной функцией СУБД является функция управления буферами оперативной памяти.

3. Известны три типа моделей описания баз данных.

Сетевая модель описывает элементарные данные и отношения между ними в виде ориентированной сети. Это такие отноше­ния между объектами, когда каждый порожденный элемент имеет более одного исходного и может быть связан с любым другим элементом структуры.

Сетевые структуры могут быть многоуровневыми, иметь разную степень сложности.

База данных, описываемая сетевой моделью, состоит из облас­тей {области — из записей, а записи — из полей). Недостатком сетевой модели является ее сложность, возможность потери независимости данных при реорганизации базы данных. При появлении новых пользователей, новых приложений и новых видов запросов происходит рост базы данных, что может при­вести к нарушению логического представления данных.

Реляционная модельимеет в своей основе понятие "отношения", и ее данные формируются в виде таблиц. Отношение — это двумер­ная таблица, имеющая свое название, в которой минимальным объектом действий, сохраняющим ее структуру, является стро­ка таблицы (кортеж), состоящая из ячеек таблицы — полей. Каждый столбец таблицы соответствует только одному компо­ненту этого отношения. С логической точки зрения реляцион­ная база данных представляется множеством двумерных таблиц различного предметного наполнения.

В зависимости, от содержания отношения реляционные базы дан­ных бывают:

• объектными, в которых хранятся данные о каком-либо одном объекте, экземпляре сущности. В них один из атрибутов одно­значно определяет объект и называется ключом отношения, или первичным атрибутом. Остальные атрибуты функционально зависят от этого ключа;

• связными, в которых хранятся ключи нескольких объектных отношений, по которым между ними устанавливаются связи.

Достоинства реляционной модели;.

• простота построения;

• доступность понимания;

• возможность эксплуатации базы данных без знания методов и способов ее построения;

• независимость данных;

• гибкость структуры и др.
Недостатки реляционной модели:

• низкая производительность по сравнению с иерархической и се­тевой моделями;

• сложность программного обеспечения;

• избыточность элементов.