Дисциплина Базы данных Лекция 1 Тема Банки данных

Дисциплина "Базы данных" Лекция 1 Тема "Банки данных" Мысикова З. Б. , преп. каф. ПИЭ

Содержание лекции ● ● ● Понятие банка данных (Бн. Д). Предпосылки создания Бн. Д. Компоненты Бн. Д. База данных (БД) - ядро Бн. Д. Программные средства Бн. Д. Понятие СУБД. Языковые средства современных СУБД. Классификация языковых средств. Языки четвертого поколения и их свойства. Технические средства Бн. Д. Организационно-методические средства. ● Классификация Бн. Д. OLAP и OLTP-системы. Хранилища данны ● Тенденции развития Бн. Д. ● Функции СУБД. Выбор СУБД. ● Пользователи Бн. Д. Администраторы Бн. Д (АБД) и их функции.

Понятие банка данных (Бн. Д) Банк данных – это система специальны образом организованных данных (ба данных), программных, технически языковых, организационно-методически средств, предназначенных для обеспечени централизованного накопления коллективного многоцелевог использования данных.

Особенности Бн. Д (1) ● ● Базы данных создаются обычно не для решения какой-либо одной задачи для одного пользовател а для многоцелевого использования. Базы данных отражают определенную часть реального мира. Надо стремиться, чтобы вся информация, описывающая предметную область фиксировалась в БД однократно, накапливалась поддерживалась в актуальном состоянии централизованно, а все пользователи, которым э информация нужна, должны иметь возможность работать с ней.

Особенности Бн. Д (2) ● ● Базы данных – это специальным образом организованные данные. Эти особенности в организации данных заключаются, прежде всего, том, что БД представляют собой системы взаимосвязанных данных, единство и целостност которых поддерживается специальными программными средствами. Для функционирования Бн. Д необходимо наличие специальных языковых и программных средств (т СУБД – система управления БД), облегчающих для пользователей выполнение всех операций, связанных с организацией хранения данных, их

Преимущества Бн. Д ● обращение с нерегламентированными запросами ● малая избыточность данных ● доступность данных для пользователей ● сокращение документооборота ● ● снижение требований к квалификации пользователей высокое качество БД

Пользователи Бн. Д (1)

Пользователи Бн. Д (2) ● ● ● Параметристы могут менять содержимое Б Терминальные непосредственно взаимодействуют с БД У руководителей более высокий приоритет Сотрудники ИТ-служб используют метаинформацию Андминистраторы Бн. Д отвечают за создание, функционирование, доступ к данным, развитие Бн. Д.

Предпосылки использования Бн. Д ● ● объекты реального мира взаимосвязаны инф. потребности пользователей пересекаются создание, хранение и использование данны проходит одинаково для разных задач современный уровень развития ИТинфраструктуры

Требования к Бн. Д ● дружелюбность интерфейсов ● разграничение доступа ● независимость программ от данных ● защита и восстановление данных ● соответствие предметной области ● приемлемое быстродействие

Недостатки Бн. Д ● ● ● высокие требования к квалификации разработчиков Бн. Д специальное, дорогое ПО низкая эффективность отдельных приложений

Компоненты Бн. Д сложная человеко-машинная система, включающая различные взаимосвязанные и взаимозависимые компоненты:

Информационная компонента Ядро Бнд – база данных. База данных – это поименованна совокупность взаимосвязанных данны находящихся под управлением СУБД. Описание БД – схема. Метаинформация: схема, описани предметной области, пользователи и т. д. Централизованное метаинформации – хранилищ словарь данны

Программные средства обеспечивают взаимодействие всех частей ИС.

Языковые средства Бн. Д

Поколения языков ● 1 – машинные языки, ● 2 – символьные (ассемблер), ● 3 – алгоритмические (языки высокого уровня 60 -х) ● 4 – языки высокого уровня, ● 5 – языки искусственного интеллекта.

Четвертое поколение (4 GL). Принципы ● минимум работы ● минимум мастерства ● естественность языка ● минимум времени ● минимум ошибок ● минимум поддержки ● максимум результата

Языки по функциям ● описания данных ● ● описания подсхем ● описания хранимых данных ● ● описания схем описания внешних данных манипулирования данными ● процедурные ● непроцедурные

ЯМД ● процедурные: ● ● ● указываем, какие действия и над какими объектами надо выполнить, чтобы получить результат. оперируют записями либо множествами записе непроцедурные: ● ● указываем результат. основаны на реляционном исчислении (QBE, SQL)

Языки по форме представления ● аналитические (SQL) ● табличные (QBE) ● графические

Технические средства Бн. Д ● это комплекс техн. средств ● ввода, ● хранения, ● отображения, ● обработки и ● передачи информации.

Технические средства Бн. Д Факторы выбора тех. средств: ● техн. характеристики оборудования, ● технологии обработки данных, ● масштаб системы, ● временные ограничения, ● сложность обработки, ● стоимость.

Организационно-методические средства Бн. Д ● инструкции ● ● ● конечным пользователям по работе с Бн. . . методические ● ● ● проектирования БД. . . регламентирующие материалы ● по работе с БД

Администраторы Бн. Д (АБн. Д) ● обеспечивают ● создание, ● функционирование и ● развитие Бн. Д.

Взаимодействие АБн. Д

Взаимодействие с руководством ● ● ● информирование его о возможностях, проблемах согласование целей, направлений, сроков создания и развития, очередность подключения пользователей выяснение перспектив развития ИС

Взаимодействие с кон. польз. ● ● ● на всех этапах ЖЦ ИС при проектировании ИС изучаются их инф. потребности уточняются особенности предметной области

Если разработчик и заказчик – это разные организации, то служба АБн. Д должна создаваться в обеих.

Классификация Бн. Д Существуют классификации БД, СУБД и Бн. Д по нескольким признакам.

БД по форме предоставления информации ● визуальные ● аудио ● мультимедиа В каком виде информация хранится в БД и выдается из пользователям: в виде изображения, звука или имеется возможность использования разных форм отображения информац

БД по характеру орг-ции данных (для символьных данных) ● неструктурированные (напр. , в виде семант. сетей ● частично структурированные (текст, гипертекс ● структурированные по типу используемой модели (относится и к СУБД): иерархические, сетевые, реляционные, смешанные, мультимодельные Поле <- Запись <- Файл <- БД

Сетевая Иерархическая

Системы на инвертированных файлах ● Данные и связи между ними логически и физичес отделены друг от друга. ● Допустимы связи М: М. ● Можно менять связи без самих данных.

Реляционная модель данных ● ● ● Основная инф. единица – плоская двумерная таблица. Записи имеют линейную структуру и содержат только простые поля. Связи определяются в момент выполнения запроса, по равенству значений в полях дву таблиц.

БД по типу хранимой информаци ● документальные (единица хранения - док-т) ● библиографические ● реферативные ● полнотекстовые (хранение полного док-та) ● фактографические (инф-ия в виде фактов) ● лексикографические (словари)

БД по характеру организации хранения и обращения ● ● ● локальные (макс. 1 польз-ль; возможно, часть многопольз. БД) многопользовательские распределенные (логически – единое целое физически – могут находиться на нескольки компьютерах)

БД по способу задания метаинформации ● ● экстенсиональные (конкретные объекты и отношения) интенсиональные (структура и ограничения целостности)

СУБД по языкам общения ● открытые (использ. программирования) универс. ● замкнутые (собственные языки) ● смешанные язык

СУБД по числу уровней в архитектуре ● одноуровневые ● двухуровневые ● трехуровневые ● Уровень – функц. компонент, механизмы которого служат для поддержки нек. уровня абстракции данных (логический, физически пользовательский).

Пример 3 хуровневой арх-ры

СУБД по выполняемым функциям ● ● информационные (простая обработка: организация и хранение данных) операционные (сложная обработка: вычисление агрегированных показателей, изменение алгоритмов обработки и др. )

СУБД по сфере применения ● ● универсальные специализированные (проблемноориентированные)

СУБД по мощности ● настольные ● корпоративные

СУБД по категориям пользователей ● ● для разработчиков (с компиляторами, отладчиками, документаторами, создание самостоятельных прогр. продуктов) для конечных пользователей (удобный интерфейс, выс. уровень языковых средств подсказки, "защита от дурака")

Бн. Д по условиям услуг ● ● бесплатные: бесприбыльные (самоокупаемые) коммерческие (цель - прибыль)

Бн. Д по обработке информации ● ● OLTP (On. Line Transaction Processing), системы оперативной обработки транзакци Много простых запросов. OLAP (On. Line Analytical Processing). Сложная аналитика.

Сравнение OLTP и OLAP

Бн. Д по доступности ● общедоступные ● с ограниченным кругом пользователей

Бн. Д по охвату ● территориальные: всемирные, . . по стране, . по городу. . . ● временные ● ведомственные ● проблемные (тематические)

Бн. Д по взаимодействию с пользователями ● ● активные (система сама меняет поведение пассивные (только обслуживает запросы польз-ля)

Бн. Д по форме собственности ● государственные ● негосударственные ● частные ● групповые ● личные