Языки манипулирования данными 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Языки манипулирования данными



Язык манипулирования данными (ЯМД) - язык, используемый программистом для загрузки, доступа и обновления базы данных. ЯМД служит для выполнения и обеспечения требуемых операций с данными - позволяет создавать структуры файлов БД и манипулировать данными (внесение новых, удаление, выборка, сортировка, модификация структуры БД), создавать прикладные программы, экранные формы ввода и вывода информации и т.д. Структура и возможности языка в значительной степени определяют облик конкретной СУБД, ее возможности. В состав ЯМД также обычно входят специальные команды по установке параметров и состояний системы (SET - команды), а также функции, предназначенные для различных видов обработки данных и выполнения вспомогательных действий.

Язык манипулирования данными (или язык запросов к базе данных) представлен системой команд манипулирования данными. В нем могут быть, например, следующие команды:

произвести выборку из базы конкретного данного, значение которого удовлетворяет заданным условиям; произвести выборку из базы всех данных определенного типа, значения которых удовлетворяют заданным условиям; найти в базе позицию данного и поместить туда его новое значение либо удалить данное и т. д. ЯМД служит для выполнения и обеспечения требуемых операций с данными - позволяет создавать структуры файлов БД и манипулировать данными (внесение новых, удаление, выборка, сортировка, модификация структуры БД), создавать прикладные программы, экранные формы ввода и вывода информации и т.д. Структура и возможности языка в значительной степени определяют облик конкретной СУБД, ее возможности. В состав ЯМД также обычно входят специальные команды по установке параметров и состояний системы (SET - команды), а также функции, предназначенные для различных видов обработки данных и выполнения вспомогательных действий.

Методика проектирования БД

Организационный аспект

Проектирование БД целесообразно выполнять небольшой группой от трех до девяти специалистов. Руководит работой администратор БД. Разработка проекта, выполняемая несколькими специалистами, позволяет в силу разнообразия их опыта всесторонне обсудить их проект системы. Однако окончательные решения принимает администратор БД.

Концептуальное проектирование

Концептуальное проектирование оперирует информацией, независимой от любой фактической реализации (т. е. от любой конкретной системы технического или программного обеспечения). Цель концептуального проектирования именно в том и состоит, чтобы представить информацию в доступной пользователю форме, не зависящей от спецификаций системы, но реализуемой несколькими системами.

Существует три подхода к концептуальному проектированию: объектное представление; моделирование сущностей; семантическое моделирование данных.

Этап концептуального проектирования связан с анализом и синтезом разнообразных информационных требований пользователей в первоначальный проект баз данных. Результатом этого этапа является высокоуровневое представление информационных требований, например, такое как диаграмма «сущность-связь». Существует несколько подходов к построению диаграмм типа «сущность-связь». Общим для всех подходов является набор из четырех основных проектных решений или шагов: определение сущностей, определение атрибутов сущностей, идентификация ключевых атрибутов сущностей, определение связей между сущностями.

Логическое проектирование

Этап между концептуальным и физическим проектированием, в результате выполнения которого получается СУБД - ориентированная схема базы данных, будем называть проектированием реализации. Изменения, которые вносятся в структуру базы данных на этом этапе, определяются стремлением удовлетворить требованиям конкретной СУБД и наиболее общим ограничениям, специфицированном в требованиях пользователей.

Проектирование физической реализации

Третьим и самым нижним уровнем представления базы данных является физический уровень. Физическая организация данных оказывает основное влияние на эксплуатационные характеристики проектируемой базы, так как именно на этом уровне осуществляется ее привязка к физической памяти.

Проектирование формата хранимой записи

Учитывая, что структура логической записи была выбрана ранее, этот процесс состоит в форматировании хранимой записи с учетом характеристик типов элементов данных, распределения их значений и специфики их использования в различных приложениях. На этом шаге принимаются решения относительно избыточности данных и их сжатия на основании анализа явно хранимых значений данных.

Кластеризация хранимых данных

Одним из наиболее важных вопросов, который должен быть решен при физическом проектировании, состоит в том, как физически распределить хранимые записи по экстентам. Кластеризацией записи называется такое объединение записей различного типа в физические группы, которое позволяет, как можно эффективнее использовать преимущество последовательного размещения данных. Для того чтобы новое размещение записей не привело к увеличению времени обработки, при кластеризации необходимо учитывать структуру путей доступа.

Проектирование метода доступа

Метод доступа обеспечивает возможность запоминания и выборки данных, хранимых на физических устройствах (обычно вторичной памяти). Можно выделить два важных компонента метода доступа: структура памяти и механизм поиска. Структура памяти определяет ограничения на возможные пути доступа с использованием индексов и хранимых записей, а механизмы поиска определяют пути доступа, которые следует выбрать для конкретного приложения.

Проектирование метода доступа состоит в выборе структуры первичного и вторичного путей доступа. Первичные пути доступа используются при первоначальной загрузке и размещении записей, что обычно влечет за собой поиск по первичным ключам. Вторичные пути доступа включают в себя межфайловые связи и альтернативные точки входа для доступа к хранимым записям с помощью индексов вторичных ключей. Использование вторичных ключей может значительно сократить время доступа, но при этом возрастают накладные расходы на память и поддержание индексов.

Вопросы целостности и безопасности данных

Как и на этапе проектирования реализации, на данном шаге должны быть проанализированы в комплексе требования целостности, безопасности и эффективности функционирования базы данных.

Проектирование программ

Физическая независимость данных, если она достигнута, устраняет необходимость модификации прикладных программ. Для организации доступа к базе данных должны использоваться стандартные средства СУБД, а оптимизацию запросов или транзакций обновления следует выполнять на уровне системного программного обеспечения. Поэтому проектирование прикладных программ следует заканчивать на этапе логического проектирования базы данных.

Логическое проектирование

Точную границу между концептуальным и физическим проектированием баз дан­ных провести достаточно трудно. Тем не менее принято считать, что на этапе кон­цеп­ту­аль­но­го проектирования данные рассматриваются без учета специфики используемой СУБД, а осо­бенности физического хранения базы данных в памяти ЭВМ включаются в описание ее струк­туры на этапе физического проектирования.

Этап между концептуальным и физическим проектированием, в результате вы­пол­не­ния которого получается СУБД – ориентированная схема базы данных, будем называть про­ектированием реализации (или этап логического проектирования). Изменения, которые вно­сятся в структуру базы данных на этом этапе, определяются стремлением удов­лет­во­рить требованиям конкретной СУБД и наиболее общим ограничениям, спе­ци­фи­ци­ро­ван­ных в требованиях пользователей.

Основной задачей проектирования реализации является разработка СУБД – ори­ен­ти­рованной схемы, которая удовлетворяет всему диапазону требований пользователей, на­чи­ная с требований целостности и непротиворечивости проектируемой базы данных, и, кон­чая показателями эффективности функционирования при ее расширении и усложнении. Так как одновременно с проектированием базы данных проводится работа по составлению прик­ладных программ, то между разработчиками этих подсистем должно быть налажено пос­тоянное взаимодействие. При этом проводится анализ программных спецификаций вы­со­кого уровня и разрабатывается руководство по проектированию программ с учетом пред­ло­женной структуры базы данных.

Задача логического проектирования реляционной базы данных состоит в обос­но­ван­ном принятии решений о том, из каких отношений должна состоять БД и какие атрибуты долж­ны быть у этих отношений.

 


Физическое проектирование

Третьим и самым нижним уровнем представления базы данных является фи­зи­чес­кий уровень. Физическая организация данных оказывает основное влияние на эк­сплу­ата­ци­он­ные характеристики проектируемой базы, так как именно на этом уровне осуществляется ее привязка к физической памяти. На этапе физического проектирования улучшение эк­с­плу­атационных характеристик достаточно легко измерить. Рассмотрим процесс физического проектирования по этапам: проектирование формата хранимой записи; кластеризация хранимых данных; проектирование метода доступа; вопросы целостности и безопасности данных; проектирование программ. Очень важен при физическом проектировании выбор критерия оценки про­из­во­ди­тель­ности. От этого зависит не только выбор конкретного решения, но и методы, которые при этом будут использоваться. Основная проблема, которую должен рассматривать проектировщик физической ба­зы данных, состоит в том, как минимизировать настоящие и будущие эксплуатационные зат­раты на вычислительные ресурсы и удовлетворение потребностей пользователей (таких, как своевременность представления информации, достоверность данных).

 

Модели хранения данных

Иерархическая и сетевая модели хранения данных стали применяться в системах управления базами данных в начале 70-х годов. В начале 80-х годов была предложена реляционная модель данных. Эти три модели различаются в основном способами представления взаимосвязей между объектами.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-25; просмотров: 622; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.204.177.148 (0.011 с.)