ИТ в энергетике Системы управления базами данных 2016

Общие положения n Цель любой информационной системы – обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова база данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т. д. n Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы. 2

Определения n Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных. n База данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области. n Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации. 3

Система управления базами данных (СУБД) программное обеспечение для создания баз данных, хранения и поиска в них необходимой информации. Возможности СУБД Создание БД Сортировка данных Заполнение БД Поиск информации в БД Редактирование БД Вывод информации из БД Установка защиты БД СУБД превращает огромный объём хранимых в 4 компьютерной памяти сведений в мощную справочную систему.

Модель данных • • • иерархическая сетевая реляционная 5

Иерархическая модель данных n совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое по структуре дерево (граф). Графическим способом представления иерархической структуры является дерево 6

Сетевая модель данных • аналогична иерархической, но только каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. 7

Реляционная модель данных • В реляционной модели данных объекты и связи между ними представляет в виде множества взаимосвязанных двумерных таблиц. 8

Объекты СУБД Таблица Форма Запрос В таблице хранятся данные Объект для удобной работы с данными в таблицах Команды обращения пользователя к СУБД Отчёт Документ, созданный на основе таблиц 9

Структура реляционной таблицы • • Таблица состоит из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы данных. Строка таблицы называется записью. Запись представляет собой один экземпляр информационного объекта (например, студент Иванов). • Столбец таблицы – поле, которое отражает определенный атрибут (свойство) объекта (фамилия, номер зачетной книжки и т. п. ). Каждое поле характеризуется именем, типом и размером. 10

Язык SQL – универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. 11

Основные функции СУБД n управление данными во внешней памяти (на дисках); n управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша; n журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев; n поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными). 12

Компоненты современной СУБД n ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию, n процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машиннонезависимого исполняемого внутреннего кода, n подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД n а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы. 13

Классификация СУБД • • • По модели данных: o сетевые o иерархические o реляционные По архитектуре организации хранения данных o локальные или централизованные (БД хранится в памяти одной машины) o распределенные (БД размещается на двух и более компьютерах) По степени универсальности o системы общего назначения (не ориентированны на какую-то одну предметную область) o специализированные системы (создаются редко) 14

Производительность СУБД n Производительность СУБД оценивается: n временем выполнения запросов; n скоростью поиска информации в n n неиндексированных полях; временем выполнения операций импортирования базы данных из других форматов; скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных; максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме; временем генерации отчета. 15

Обеспечение безопасности n Некоторые СУБД предусматривают средства обеспечения безопасности данных. Такие средства обеспечивают выполнение следующих операций: n шифрование прикладных программ; n шифрование данных; n защиту паролем; n ограничение уровня доступа (к базе данных, к таблице, к словарю, для пользователя). 16

Создание БД Создать новую БД Зарегистрировать БД Описать структуру таблицы Указать путь и имя файла Указать имена и типы полей Ввод в таблицу Ввести данные Ввод в форму 17

Этапы проектирования баз данных 18

I этап - постановка задачи На этом этапе формируется задание по созданию БД. В нем подробно описывается состав базы, назначение и цели ее создания, а также перечисляется, какие виды работ предполагается осуществлять в этой базе данных (отбор, дополнение, изменение данных, печать или вывод отчета и т. д). 19

II этап - анализ объекта На этом этапе рассматривается, из каких объектов может состоять БД, каковы свойства этих объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть свойства каждого из этих объектов, или, другими словами, установить, какими параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в виде отдельных записей и таблиц. Далее необходимо рассмотреть тип данных каждой отдельной единицы записи. Сведения о типах данных также следует занести в составляемую таблицу. 20

III этап - синтез модели На этом этапе по проведенному выше анализу необходимо выбрать определенную модель БД. Далее рассматриваются достоинства и недостатки каждой модели и сопоставляются с требованиями и задачами создаваемой БД. После такого анализа выбирают ту модель, которая сможет максимально обеспечить реализацию поставленной задачи. После выбора модели необходимо нарисовать ее схему с указанием связей между таблицами или узлами. 21

IV этап Выбор способов представления информации и программного инструментария. После создания модели необходимо, в зависимости от выбранного программного продукта, определить форму представления информации. Форма – это созданный пользователем графический интерфейс для ввода данных в базу. 22

V этап - синтез компьютерной модели объекта. В процессе создания компьютерной модели можно выделить некоторые стадии, типичные для любой СУБД. Стадия 1. Запуск СУБД, создание нового файла базы данных или открытие созданной ранее базы. Стадия 2. Создание исходной таблицы или таблиц. Стадия 3. Создание экранных форм. Стадия 4. Заполнение БД. 23

VI этап - работа с созданной базой данных • • • поиск необходимых сведений; сортировка данных; отбор данных; вывод на печать; изменение и дополнение данных. 24

Этапы проектирования БД 25 25

26 26

Жизненный цикл базы данных — это совокупность этапов, которые проходит база данных на своём пути от создания до окончания использования. Часто встречаемые этапы n n n Исследование и анализ проблемы, для решения которой создаётся база данных. Построение Инфологической и Даталогической модели. Нормализация полученных Инфологических и Даталогических моделей. По окончании этого этапа, как правило получают заготовки таблицы БД и набор связей между ними (первичные и вторичные ключи) 27

n n n n n Проверка целостности БД (Целостность базы данных) Выбор физического способа хранения и эксплуатации (тех. средства) базы данных. Проектирование входных и выходных форм. Разработка интерфейса приложения. Функциональное наполнение приложения Отладка: проверка на корректность работы функционального наполнения системы Тестирование: тест на корректность ввода вывода данных, тест на максимальное количество активных сессий и т. д. Ввод в эксплуатацию: отладка ИТ-инфраструктуры, обучение пользователей и ИТ-персонала. При необходимости добавления выходных форм и дополнительной функциональности. В случае если необходимы более серьёзные изменения, следует повторить все шаги с первого. Вывод из эксплуатации: перенос данных в новую СУБД. 28

n Oracle Database или Oracle RDBMS – объектнореляционная система управления базами данных компании Oracle. 29 29

Программно-аппаратные платформы Linux x 86 -64 Linux на z. Series Linux Itanium Linux на POWER Microsoft Windows (32 -бит) Windows NT (x 64) Windows NT (64 -бит Itanium) Solaris x 86 Solaris AMD 64/EM 64 T Solaris SPARC (64 -бит) AIX 5 L HP-UX PA-RISC HP-UX Itanium HP Tru 64 UNIX HP Open. VMS Alpha IBM z/OS Mac OS X Server 30 30

Редакции n СУБД Oracle поставляется в четырех различных редакциях, ориентированных на различные сценарии разработки и развертывания приложений (а также отличающиеся ценой). 31 31

n SQL Server Compact Edition (первоначальное название — SQL Server Everywhere) — новый продукт компании Майкрософт в линейке SQL Server, являющийся версией SQL Server Mobile со снятым запретом работы под Win 32 и изменённой лицензией. 32 32

n n n SQL Server Compact основан на том же коде что и SQL Server Mobile. База данных хранится в едином файле, формат которого совпадает с форматом «мобильной» версии. Этот формат файла и движок уже несколько лет используется в некоторых «настольных» продуктах Microsoft. Ограничение на максимальный размер файла базы данных — 4 ГБ. Однако позднее стало известно, что ограничение в 4 ГБ является чисто техническим. Многопользовательская работа с одним файлом базы данных с разных компьютеров — не поддерживается в связи с техническими сложностями. Однако доступ из разных процессов на одном компьютере вполне 33 33 возможен и является штатным.