Банк данных и его компоненты

Банк данных является разновидностью ИС, в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления обрабатываемой информации организованной в одну или несколько баз данных.

Банк данных в общем случае состоит из следующих компонентов:

1. БД - представляет собой совокупность специальным образом организованных данных хранимых в памяти ВС и отображающих состояние объектов и их взаимосвязи в рассматриваемой предметной области.

Логическую структуру хранимых в БД данных называют моделью представления данных. К основных моделям представления данных относятся: иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, многомерная и объектно-ориентированная.

2. СУБД – это комплекс языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования базы данных многими пользователями.

Обычно СУБД различают по используемой модели данных.

3. Приложения – представляют собой программу или комплекс программ, обеспечивающий автоматизацию обработки информации для прикладной задачи. Их разрабатывают в случаях, когда требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователя.

4. Словарь данных – представляет собой подсистему банка данных, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях файлов друг с другом, типах данных, форматах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничении доступа.

5. Администратор БД – есть лицо или группа лиц, отвечающее за выбор требований к БД, ее проектирование, создание, эффективное использование и сопровождение.

В процессе использования администратор следит за функционированием информационной системы, обеспечивает защиту, контролирует избыточность, непротиворечивость, сохранность и достоверность хранимой в БД информации.

6. ВС – представляет собой совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих компьютеров и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема, обработки и выдачи информации потребителю.

7. Обслуживающих персонал – выполняет функции поддержания работы технических и программных средств, работоспособность их состояния

 

 

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных – это логическая модель данных в виде древовидной структуры. Иерархическая древовидная структура строится из узлов и ветвей.

Узел представляет собой совокупность атрибутов данных описывающих некоторый объект.

Корень - наивысший узел в древовидной структуре.

Зависимые узлы располагаются на более на более низких уровнях дерева. Уровень, на котором находиться данный узел определяется расстоянием от корневого узла.

Каждый экземпляр корневого узла образует начало записи логической БД. В иерархической модели данных узлы, находящиеся на уровне 2, называются порожденными узла на уровне1, узел на уровне1 называется исходным для узлов на уровне 2.

Достоинства:

· Наличие хорошо зарекомендовавших себя СУБД основанных на её применении.

· Простота понимания и использования.

· Обеспечение определенного уровня независимости данных.

· Простота оценки операционных характеристик благодаря заранее заданным взаимосвязям.

Недостатки:

· Громоздкость модели.

· Удаление исходных объектов влечет удаление поражденных.

· Особенности иерархических структур обуславливают процедурность операций манипулирования данными.

· Сложность доступа к узлам.

 

Сетевая модель данных

Сетевая модель состоит из множества записей, которые могут быть владельцами или членами групповых соотношений. Связь между записью владельцем и записью объектом имеет вид 1:N/

Сетевая модель – структура,у которой любой элемент может быть связан с любым другим элементом.

Атрибут -логическая единица структуры данных. Обычно каждому элементу при описании БД присваивается уникальное имя. По имени к нему обращаются при обработке.

Элемент данных так же часто называют полем.

Запись – именованная совокупность атрибутов. Использование записей позволяет за одно обращение к базе получить некоторую логически связанную совокупность данных. Именно записи изменяются, добавляются и удаляются. Тип записи определяется составом ее атрибутов.

Экземпляр записи – это конкретная запись с конкретным значением элементов. Примеры сетевых СУБД: CODASYL, DBMS, IDMS, TOTAL, VISTA, СЕТЬ, СЕТОР, КОМПАС.

Достоинство сетевой модели – высокая эффективность затрат памяти и оперативность.

Недостатки:

1. Сложность и жесткость схема базы данных, а так же сложность понимания.

2. Ослабленный контроль целостности (допускается устанавливать произвольные связи между записями).

3. Сложность механизма доступа к данным.

4. Необходимость на физическом уровне четко определять связи данных.

5. Требуются значительные ресурсы памяти ЭВМ.

6. Сложность реализации СУБД.

 

Реляционная модель

Реляционная модель была предложена в 1970 году Эдгаром Кодом и основывалась на понятиях «отношений». Отношения представляют собой множество элементов называемых кортежами. Наглядной формой представления отношений является двумерная таблица. Таблица имеет строки называемые записями и столбцы – колонки. Каждая строка таблицы имеет одинаковую структуру и состоит из полей. Строкам таблицы соответствуют кортежи, а столбцам – атрибуты отношений. С помощью одной таблицы удобно описать простейший вид связей между данными, информация о которых хранится в таблице. Так как в рамках одной таблицы не удается описать более сложной логической структуры данных из предметной области применяют связывание таблицы.

Достоинства реляционной модели:

1. Простота, удобство физической реализации, понятность.

2. Легко дополнять простыми отношениями.

Недостатки:

1. Отсутствие стандартных средств, идентификация отдельных записей.

2. Сложность описания, иерархической и сетевой связи.

 

 

Классификация программ СУБД

В общем случае под СУБД можно понимать любой программный продукт, поддерживающий процесс создания, ведения и использования БД.

В общем случае СУБД делятся на следующие основные виды программ:

1. Полнофункциональные (ПФ) – представляют собой традиционные СУБД. Из числа всех современных СУБД ПФ являются наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям. К ПФ относятся Data Flex, dBase, Access, FoxPro, Paradox. Обычно ПФ СУБД имеет развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с СУБД:

1) Создание, модификация структур и таблиц.

2) Ввод данных.

3) Формирование запросов.

4) Разработка отчетов и их печать.

Многие ПФ СУБД включают в себя средства программирования для профессиональных разработчиков.

2. Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Серверы БД реализуют функцию управления БД запрашиваемые другими пользователями обычно с помощью SQL запросов (операторов). К серверам баз данных относятся SQL-server и InterBase.

3. Клиенты БД. В роли клиентских программ для сервера БД могут использоваться различные программы: ПФ СУБД и электронные таблицы.

4. Средства разработки программ работы с БД – могут использоваться для создания разновидностей следующих программ: клиентских программ, серверов БД и их отдельных компонентов, пользовательских приложений. К средствам разработки пользовательских приложений относятся: системы программирования, разнообразные библиотеки программ для различных языков программирования, а так же пакеты автоматизации разработок (в том числе системах типа «клиент-сервер» (Delphi, Builder, Visual Basic).

По характеру использования СУБД делятся на:

1. Персональные СУБД – обеспечивают возможность создания персональных баз данных и недорогих приложений работающих с ними. Они выступают в роли клиентской части многопользовательских СУБД (FoxPro, Acces и dBase).

2. Многопользовательские СУБД – включают в себя сервер БД и клиентскую часть. Как правило они могут работать в неоднородной вычислительной среде (с разными типами ЭВМ и ОС): Oracle.