Архитектуры ИС. Субд и их классификация.

Эффективность работоспособности ИС во многом зависит от ее архитектуры. Существуют 2 архитектуры ИС:

1. Файл-серверные;

2. Клиент-серверные.

Файл-серверная архитектура является исторически первой архитектурой распределенных ИС. В таких ИС по запросам пользователей файлы БД передаются на персональные компьютеры, где и производится их обработка. Минусом является высокая интенсивность передачи данных, причем зачастую передаются избыточные данные вне зависимости от того, сколько записей необходимо пользователю.

Клиент серверная архитектура в настоящее время является перспективной и стремительно-развивающейся. Чаще всего она предполагает наличие компьютерной сети и распределенной БД, которая включает в себя корпоративную базу данных и персональную БД. Корпоративная БД располагается на сервере, а персональная БД на компьютерах сотрудников подразделений являющихся клиентами корпоративной БД.

Классификация СУБД.

К СУБД относятся следующие виды программ:

1. Полнофункциональные СУБД;

2. Серверы БД;

3. Клиенты БД;

4. Средства разработки программ для работы с БД.

Полнофункциональные БД – традиционные СУБД с развитым интерфейсом, позволяющим с помощью команд меню выполнять основные действиянад БД(Access, FoxPro, dBase, Paradox). Некоторые полнофункциональные СУБД имеют вспомогательные средства проектирования БД или case системы.

Серверы БД – предназначены для создания центров обработки данных в сетях ЭВМ. Серверы БД реализуют функции управления БД запрашиваемые другими клиентскими программами с помощью запросов SQL (Interbase, MySQL, ORACLE, MSSQLServer).

В роли клиентских программ могут использоваться различные программы: полнофункциональные, электронные таблицы, тестовые процессоры и т.д. Клиент и сервер могут принадлежать разным производителям.

Средство разработки предложений используются для создания следующих видов программ: клиентских программ, серверов БД или их компонентов, а также приложений для пользователей (Builder, Delphi, VisualStudio, ERWinи т.д.).

По архитектуре хранения данных СУБД бывают:

1. Локальные (все части локальной СУБД размещены на одном компьютере);

2. Распределенные (части СУБД располагаются на 2 и более ПК).

По характеру использования выделяют:

1. Персональные СУБД

2. Многопользовательские СУБД

Персональные СУБД обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений для работы с ними. Персональные СУБД могут выступать в роли клиентской части многопользовательской СУБД. (access, FOXPRO,dBase,PARADOX)

Многопользовательские СУБД - включает в себя сервер БД и клиентскую часть и, как правило, могут работать в неоднородной вычислительной среде, т.е. с разными типами ЭВМ и операционными системами. (Oracle, InterBase, MYSQL)

11.09.2013

Модели представления данных

Модель представления данных – структура хранимых в БД данных. К классическим моделям представления данных относят:

- иерархическую;

- сетевую;

- реляционную.

Кроме того в последнее время стали активно использоваться следующие модели:

- пост реляционные;

- многомерные;

- объектно-ориентированные;

Также разрабатываются всевозможные системы одновременно поддерживающие несколько моделей данных (объектно-реляционные, дедуктивно-объектно-ориентированные, концептуальные и т.д.). По используемой модели данных СУБД подразделяют аналогично классификации модели представления.

Иерархическая модель представления данных связи между данными можно описать при помощи упорядоченного графа или дерева. Для описания иерархической БД на некотором языке программирования используется такая структура данных, как дерево. Тип дерево является составным, он включает в себя поддеревья, каждое из которых, в свою очередь является типом дерево. Каждый из элементарных типов включен в тип дерево, является простым или составным типом записи. Простая запись состоит из одного типа, а сложная из совокупности. Близнецами называют типы которые имеют одного и того же родителя. К основным операциям манипулирования иерархически организованными данными являются следующие:

- поиск указанного экземпляра;

- переход от одного дерева к другому;

- переход по записям внутри дерева;

- вставка новой записи в указанную позицию;

- удаление текущей записи.

К достоинствам относят:

- эффективное использование памяти;

-высокие скорости обработки данных.

Недостатком иерархической модели является громоздкость, сложность логических связей, сложность понимания для обычного пользователя. Иерархическая модель данных удобна в использовании для работы с иерархически-упорядоченной информацией. К СУБД основанным на иерархической модели относят IMC, Team-up, PC/Focus, а также отечественные ОКА, МИРИС, ИНЭС.

Сетевая модель представления данных позволяет отображать различного рода взаимосвязи в виде произвольного графа. Тем самым обобщая иерархическую модель. Для описания схемы сетевой БД используется две группы типов:

- запись;

- связь.

Тип связь определяется для двух типов:

- предок;

- потомок.

Сетевая БД состоит из набора записей и набора соответствующих связей, на которые не накладывается никаких ограничений. Операции манипулирования в сетевой БД поиск записи, переход от одной вершины к другой, создание новой записи, удаление/обновление текущей записи, включение записи в связь, изменение записи. Достоинством сетевой модели является эффективность затрат памяти и оперативности. Также достоинством в сравнении с иерархической моделью является возможность образования различных связей. Недостатком сетевой БД является высокая сложность схемы БД, а также сложность понимания и выполнения обработки информации обычным пользователям. Из-за допустимости установления произвольных связей в сетевой модели ослаблен контроль целостности связей.СУБД основанные на сетевой модели представления данных широко распространения не получили. Из них наиболее известными являются: IDMS, dbVistaIII, CETOP, KOMPAC.

Реляционная модель данных была предложена сотрудником фирмы IBMЭдгаром Коддом и основывается на понятии отношение (таблица). Отношения состоят из множества элементов, которые называются кортежами. Если невозможно описать сложные логические структуры из некоторой предметной области при помощи одной таблицы, то используется их связывание. Основным из достоинств реляционной БД является простота, удобство, понятность, а так же легкость физической реализации на ЭВМ. Именно простота и понятность послужили столь широкому распространению реляционной модели. Недостатком реляционной модели представления данных является отсутствие стандартных средств, идентификации отдельных записей. Также недостатком является сложность описания иерархических и сетевых связей между данными.

13.09.2013

Реляционный подход к БД

Реляционная модель представления данных некоторой предметной области представляет собой совокупность связанных отношений изменяющихся во времени.

Элемент реляционной модели	Форма представления
Отношение	Двумерная таблица
Схема отношения	Строка заголовков, столбцов таблицы
Кортеж	Строка таблицы
Сущность	Описание свойств объекта
Атрибут	Заголовок столбца таблицы
Домен	Множество допустимых значений атрибута
Тип данных	Тип значений элементов таблицы
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов

Основные понятия реляционной модели

Сущность – некоторый объект любой природы данные, о котором хранятся в БД. Данные о сущности хранятся в отношениях. Атрибут – свойство,которое характеризует сущность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему соответствует некоторый заголовок столбца таблицы. Домен – множество всех возможных значений определенного атрибута отношения. Табличный ключ (первичный атрибут) – называется атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Ключ может быть составным (сложным) т.е. состоять из нескольких атрибутов. Каждое отношение обязательно имеет комбинацию атрибутов, которая может служить ключом. Ее существование гарантируется тем, что отношение не может иметь одинаковых кортежей. Если выбранный первичный ключ состоит из минимально необходимого набора атрибутов, то он является неисбыточным. Ключи обычно используются для достижения следующих целей – исключения дублирования значений в ключевых атрибутах, упорядочивания кортежей, ускорение работы с кортежами, организация связывания таблиц. Пусть отношения R1 имеет не ключевой атрибут A значение которого являются значениями ключевого атрибута В другого отношения R2, тогда говорят что атрибут А отношения R1 является внешним ключом.

R1		R2
…	ᵷB
A

С помощью внешних ключей устанавливаются связи между отношениями.

Товары		Производители
Id	Id_pr
Наименование	Название производителя
Количество	Адрес
Стоимость	Контакты
Срок годности	Лицензия
Код_pr

Реляционная модель накладывает на внешние ключи ограничения для обеспечения целостности данных, называемая – ссылочной целостность.

 

19.09.2013