Базы данных
Система базы данных – это компьютеризированная система, основная задача которой – хранение информации и предоставление доступа к ней по требованию. Система базы данных включает в себя: 1. Данные, непосредственно сохраняемые в базе данных; 2. Аппаратное обеспечение; 3. Программное обеспечение; 4. Пользователей: 1. 2. 3. Прикладные программисты; Конечные пользователи; Администраторы баз данных.
Данные в базе данных являются интегрированными, и, как правило, общими. К аппаратному обеспечению системы относятся накопители для хранения информации, вместе с устройствами ввода-вывода, контролерами устройств и тд. Программное обеспечение является промежуточным слоем между собственно физической базой данных и пользователем системы и называется диспетчером базы данных.
Пользователи Прикладные программисты – отвечают за написание прикладных программ, использующих базу данных. Конечные пользователи – работают с базой данных, непосредственно через рабочую станцию или терминал. Администраторы базы данных – технические специалисты, осуществляющие создание БД, технический контроль БД и др операции.
Функции администраторов БД 1. 2. 3. 4. 5. 6. Определение концептуальной схемы; Определение внутренней схемы; Взаимодействие с пользователями; Определение правил безопасности и целостности; Определение процедур резервного копирования и восстановления; Управление производительностью и реагирование на изменяющиеся требования.
Преимущества БД 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Возможность сокращения избыточности; Возможность устранения противоречивости; Возможность общего доступа к данным; Возможность соблюдения стандартов; Возможность введения ограничений для обеспечения безопасности; Возможность обеспечения целостности данных; Возможность сбалансировать противоречивые данные; Возможность обеспечения независимости данных.
Уровни абстрактных в СУБД 1. 2. 3. Внутренний уровень – наиболее близкий к физическому хранению; Внешний уровень – наиболее близкий к пользователю; Концептуальный уровень – является промежуточным между двумя первыми.
Представления Внешний уровень – индивидуальный уровень пользователя. Концептуальный уровень – это представление всей информации БД в несколько абстрактной форме по сравнению с физическим способом хранения данных. Внешний уровень – это представление нижнего уровня всей БД.
Функции СУБД 1. 2. 3. 4. 5. 6. Определение данных. СУБД должна допускать определения данных; Обработка данных. СУБД должна обрабатывать запросы пользователя на выборку; Безопасность и целостность данных. СУБД контролирует запросы и пресекает попытки нарушения правил безопасности и целостности; Восстановление данных и дублирование; Словарь данных. СУБД обеспечивает функцию словаря данных; СУБД выполняет свои функции с max производительностью.
Экспертные системы и базы знаний Экспертная система – система искусственного интеллекта, включающая знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. База знаний – модель, описывающая предметную область и позволяющая отвечать на такие вопросы из этой предметной области.
Основные характеристики дореляционных БД 1. 2. 3. 4. 5. Такие системы использовались на много лет дольше, чем современные реляционные СУБД; Все ранние БД основывались на каких-либо абстрактных моделях; В ранних системах доступ к БД производился на уровне записей; Навигация и доступ к данным заставляли пользователя самого производить оптимизацию доступа к БД; После появления реляционных систем многие ранние системы были оснащены реляционным интерфейосм.
Структура данных 1. 2. 3. Строки таблиц упорядочены системой в некоторой физической последовательности; Физическая упорядоченность строк всех таблиц может определятся для все БД; Для каждой таблицы можно определить произвольное число ключей поиска, для которых стоятся индексы.
Манипулирование данными Поддерживается два класса операторов: 1. Операторы, устанавливающие адрес записи, среди которых: n Прямые поисковые операторы; n Операторы, находящие запись в терминалах относительной позиции от предыдущей записи по некоторому пути доступа. 2. Операторы над адресуемыми записями.
Ограничения целостности Общие правила определения целостности БД отсутствуют. В некоторых системах поддерживаются ограничения уникальности значений некоторых полей, но в основном все возлагается на прикладную программу.
Иерархическая структура БД Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев. Более точно, из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева. Для БД такого плана определен полный порядок обхода – сверху-вниз, слеванаправо.
Манипулирование данными n n n Примерный набор операций может быть следующим: 1. Найти конкретную запись в наборе однотипных записей; 2. Перейти от предка к первому потомку по некоторой связи; 3. Перейти к следующему потомку в некоторой связи; 4. Перейти от потомка к предку по некоторой связи; 5. Создать новую запись; 6. Уничтожить запись; 7. Модифицировать запись; 8. Включить в связь; 9. Исключить из связи; 10. Переставить в другую связь и т. д.
Достоинства и недостатки ранних СУБД n n n n 1. Развитые средства управления данными во внешней памяти на низком уровне; 2. Возможность построения вручную эффективных прикладных систем; 3. Возможность экономии памяти за счет разделения подобъектов (в сетевых системах). Недостатки: 1. Слишком сложно пользоваться; 2. Фактически необходимы знания о физической организации; 3. Прикладные системы зависят от этой организации; 4. Их логика перегружена деталями организации доступа к БД.
