Субд. Функции субд. Типовая организация субд.

СУБД - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Функции:

1)Управление данными во внешней памяти(на дисках)

2)Управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша

3)Журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев, 4)Поддержка языков БД.

В СУБД можно выделить внутреннюю часть:

1)ядро СУБД (отвечает за управление буферами оперативной памяти,управление транзакцией,журнализацией.. Компоненты ядра: менеджер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций, менеджер журнала)

2)компилятор языка БД (обычно SQL),(компиляция операторов языка БД в некоторую выполняемую программу)

3)подсистему поддержки времени выполнения

4)набор утилит. Утилиты – процедуры по загрузке, выгрузке, проверке статистики и т.д.

 

Этапы разработки базы данных.

Этапы:

1)Обследовать предметную область

2)Определить объекты и перечень их атрибутов,свойства

3) Определить ключи

4)Установить связи между объектами(структурные и иерархические)

5)Вычертить схему проекта

6)Выработать технологию обслуживания(определить порядок сбора, хранения данных, Частоту и правила работы с пользователем)

7)Реализовать проект.

Последовательность создания:

1)описание предметной области,выполненной без ориентации на использование в дальнейшем

2)физ.модель определяет используемое заполняющее устройство,выбор методов доступа,управление размещением в данных, управление памятью

 

Инфологическая модель, даталогическая модель, физическая модель.

Инфологическая модель – описание предметной области, выполненной без ориентации на использование в дальнейшем програмные и технические средства.

Датологическая модель - модель, отражающая логические взаимосвязи между элементами данных безотносительно их содержания и физической организации. При этом даталогическая модель разрабатывается с учётом конкретной реализации СУБД, также с учётом специфики конкретной предметной области на основе ее инфологической модели.

Физические модели баз данных определяют способы размещения данных в среде хранения и способы доступа к этим данным, которые поддерживаются на физическом уровне

Любая модель данных должна содержать три компоненты:

1. структура данных - описывает точку зрения пользователя на представление данных.
2. набор допустимых операций, выполняемых на структуре данных. Модель данных предполагает, как минимум, наличие языка определения данных (ЯОД), описывающего структуру их хранения, и языка манипулирования данными (ЯМД), включающего операции извлечения и модификации данных.
3. ограничения целостности - механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.

 

ER - модель. Основные понятия. Сущность, атрибут, ключ, связи.

Прежде, чем приступать к созданию системы автоматизированной обработки информации, разработчик должен сформировать понятия о предметах, фактах и событиях, которыми будет оперировать данная система. Для того, чтобы привести эти понятия к той или иной модели данных, необходимо заменить их информационными представлениями. Одним из наиболее удобных инструментов унифицированного представления данных, независимого от реализующего его программного обеспечения, является модель "сущность-связь" ER - model

Цель инфологического моделирования – обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным. Основными конструктивными элементами инфологических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Сущность – любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Сущностями могут быть люди, места, самолеты, рейсы, вкус, цвет и т.д. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть Изделие, а экземпляром – Редуктор, Муфта и т.д.

Атрибут – поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различного типа сущностей (например, Масса может быть определен для многих сущностей: Редуктор, Муфта, и т.д.). Атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности РЕДУКТОР являются ТИПРАЗМЕР, МОЩНОСТЬ, КПД, и т.д. Здесь также существует различие между типом и экземпляром. Тип атрибута МОЩНОСТЬ имеет много экземпляров или значений:
однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.

Абсолютное различие между типами сущностей и атрибутами отсутствует. Атрибут является таковым только в связи с типом сущности. В другом контексте атрибут может выступать как самостоятельная сущность.

Клю ч – минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся.

Связь – ассоциирование двух или более сущностей. Если бы назначением базы данных было только хранение отдельных, не связанных между собой данных, то ее структура могла бы быть очень простой. Однако одно из основных требований к организации базы данных – это обеспечение возможности отыскания одних сущностей по значениям других, для чего необходимо установить между ними определенные связи. А так как в реальных базах данных нередко содержатся сотни или даже тысячи сущностей, то теоретически между ними может быть установлено более миллиона связей. Наличие такого множества связей и определяет сложность инфологических моделей.

ER-модель - модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.С её помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

Сущность – класс однотипных объектов, информация о которых должна быть учтена в модели.

Атрибут – именованноесв-во сущности.

Экземпляр – конкретный представитель данной сущности.

Ключ – набор атрибутов, значения которых являются уникальными для каждого экземпляра сущности. Связь – некоторая ассоциация между сущностями(1:1, 1:М, М:М. М:М реализуется путем разбиения связи на две)

 

Критерии оценки качества логической модели данных.

Критерии:

1)Адекватность базы данных предметной области(состояние бд должно соответствовать состоянию предметн области, изменение состояния предмобл должно приводить к изменению состояния бд, ограничения должны учитываться в бд)

2)Легкость разработки и сопровождения базы данных(тригер – хранимая процедура связанная с некоторыми событиями при работе с бд)

3)Скорость выполнения операций обновления данных (скорость операции вставки уменьшается с увеличением количества индексов у таблицы, скорость операц обновлениеуменш с увелич индексов у таблицы, удаление кортежей)

4)Скорость выполнения операций выборки данных(чем больше таблиц тем больше вероятность что они будут соединены в запросе и тем меньше скорость выполнения выборки.

 

Общая характеристика реляционной модели данных. Типы данных. Простые типы данных. Структурированные типы данных. Ссылочные типы данных. Типы данных, используемые в реляционной модели. Домены. Отношения. Атрибуты. Кортежи.

 

Реляционная модель состоит из трех частей:

1)Структурной части.

2)Целостной части.

3)Манипуляционной части.

Типы данных делятся на три группы:

1)Простые типы данных

-логический

-строковый

-численный

2)Структурированные типы данных

3)Ссылочные типы данных.

Структурированные типы данных предназначены для задания сложных структур данных. (Массивы, Записи (Структуры)).

Ссылочный тип данных (указатели) предназначен для обеспечения возможности указания на другие данные. Собственно, для реляционной модели данных тип используемых данных не важен. Требование, чтобы тип данных был простым, нужно понимать так, что в реляционных операциях не должна учитываться внутренняя структура данных. Конечно, должны быть описаны действия, которые можно производить с данными как с единым целым, например, данные числового типа можно складывать, для строк возможна операция конкатенации и т.д.

Домен можно рассматривать как подмножество значений некоторого типа данных, имеющих определенный смысл.

Атрибут отношения- это пара вида < имя атрибута >< имя домена >.

Отношение –определенное на подмножестве доменов содержит 2 части: заголовок и тело.

Кортеж отношения представляет собой множество пар вида <Имя_атрибута: Значение_атрибута>:

 

10 Свойства отношений. Потенциальные ключи. Целостность сущностей.

Свойства отношений:

1)Отсутствие кортежей-дубликатов(Из этого свойства вытекает наличие у каждого кортежа первичного ключа. Для каждого отношения, по крайней мере, полный набор его атрибутов является первичным ключом. Однако, при определении первичного ключа должно соблюдаться требование "минимальности", т.е. в него не должны входить те атрибуты, которые можно отбросить без ущерба для основного свойства первичного ключа - однозначно определять кортеж)

2)Отсутствие упорядоченности кортежей

3)Отсутствие упорядоченности атрибутов

4)Атомарность значений атрибутов.

Потенциальный ключ: Любое отношение имеет по крайней мере один потенциальный ключ. Действительно, если никакой атрибут или группа атрибутов не являются потенциальным ключом, то, в силу уникальности кортежей, все атрибуты вместе образуют потенциальный ключ.

Потенциальный ключ, состоящий из одного атрибута, называется простым. Потенциальный ключ, состоящий из нескольких атрибутов, называется составным.

Отношение может иметь несколько потенциальных ключей. Традиционно, один из потенциальных ключей объявляется первичным, а остальные - альтернативными. Потенциальные ключи служат средством идентификации объектов предметной области, данные о которых хранятся в отношении. Объекты предметной области должны быть различимы. Правило целостности сущностей: Атрибуты, входящие в состав некоторого потенциального ключа не могут принимать null-значений.