Базы данных. Основные определения. (Лекция 7а) презентация

Базы данных. Основные определения. Данные - это ресурсы, к которым должны иметь доступ пользователи, обладающие соответствующими правами доступа. База данных - это согласованный (непротиворечивый) набор данных, относящийся к конкретной задаче (задачам) вместе с логическими связями между данными. Логические связи (схемы) определяют, как одни данные соотносятся с другими в соответствии с логической моделью БД. В этом состоит основное отличие БД от файла данных, в котором данные организованы по физическому признаку в виде последовательного набора записей. Система управления базами данных представляет собой набор инструментальных средств, а чаще - реализованных программ, предназначенных для хранения базы данных, изменения ее содержимого, обеспечения ее сохранности и взаимодействия с пользователем.

Базы данных. Основные функции. Обеспечение оперативного доступа к БД; Защита целостности БД при аппаратных сбоях и программных ошибках; разграничение прав доступа и защита от несанкционированного доступа к БД; поддержка совместной работы нескольких пользователей с общей БД. управление данными во внешней памяти; управление буферами оперативной памяти; управление транзакциями (последовательностями операций над БД); журнализация и восстановление БД после сбоев; поддержание языков БД.

Архитектура базы данных

Архитектура базы данных Уровень внешних моделей - самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое «видение» данных. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению. Концептуальный уровень - центральное управляющее звено, фактически он отражает обобщенную модель предметной области. Физический уровень - собственно данные, расположенные в файлах или страничных структурах. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.

Логическая организация баз данных. Логическая организация баз данных - это логическая модель предметной области, отражающая три вида информации об объектах предметной области: сведения об объектах предметной области; их свойства; их отношения. Объекты на схеме определяются типами записей, свойства объектов - полями записей, отношения - определяют связи между типами записей и полями. Виды логических моделей БД: иерархическая; сетевая; реляционная.

Иерархическая модель

Сетевая модель данных

Реляционная модель данных В РМД информация о предметной области отображается таблицей-отношением (relation-отношение), отношение - «неупорядоченная таблица»; Отношение можно представить в виде двумерного массива, содержащего записи одинаковой (для данной таблицы) структуры, называемых рядами или кортежами. Под структурой записи понимают набор именованных полей (колонок) или атрибутов. Каждая строка в отношении описывает некий отдельный объект, поля содержат характеристики - значения признаков этих объектов, а сама таблица - это набор записей, объединенных по какому-либо признаку; Каждый атрибут может принимать некоторое подмножество записей из определенной области - домена. Домен, таким образом, является областью определения одного или нескольких атрибутов. Отношениям, атрибутам и доменам присваиваются имена.

Реляционная модель данных К отношениям РМД предъявляется ряд требований: Значения атрибутов являются атомарными (неделимыми); В отношении не может быть двух одинаковых кортежей; Порядок следования атрибутов в отношении фиксирован, но так как атрибуты имеют имена, они могут обрабатываться в любой последовательности; Порядок следования кортежей произволен. Можно провести некоторую аналогию между структурой отношения и файловой системой ОС: атрибут - поле записи; схема отношения - тип записи; кортеж - экземпляр записи; отношение - файл.

Реляционная модель данных Построение отношения схематически можно описать так: выбирается самый общий объект (сущность), например «сотрудник фирмы», для него (объекта) выделяются атрибуты (год рождения, фамилия и т.д.); Связь между таблицами, осуществляется по значению ключа. Поле называется ключевым, если никакие две записи в отношении не имеют одинакового значения для данного поля, например, номер и серия паспорта. Таким образом, поиск данных в таблице (отношении) можно осуществлять по ключу. При проектировании БД моделируются схемы «сущность-атрибут-отношение».

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных Создание диаграммы «сущность-атрибут-отношение» составляет часть более обширной операции - создание концептуальной модели данных. Концептуальная модель данных является точно определенным и однозначным представлением данных в информационной системе, отражающей реальную действительность. РБД - Oracle, Informix, SyBase, Ingress, MS SQL Server и др.

Объектно-реляционные СУБД Реляционные СУБД эффективны для простых типов данных, хуже справляются с более сложными типами данных - графикой, звуком и т.д. Такие данные обычно хранятся в виде так называемых BLOB (Binary Large Objects) - больших двоичных объектов, содержимое которых никак не интерпретируется сервером БД. Вся работа по взаимодействию с информацией такого типа ложится на клиентское приложение. Для работы со сложными объектами данных были созданы объектно-ориентированные СУБД, где объекты хранятся в той же форме, в которой обрабатываются. Обращение к объектам осуществляется по идентификаторам или по ссылкам, однако делает трудным построение сложных запросов .

Объектно-реляционные СУБД В 1993г. Первая коммерческая объектно-ориентированная СУБД (фирма Illustra - куплена Informix), достигнуто расширением стандартного SQL. Впервые появились DataBlade -модули расширения к серверу СУБД, предназначенные для работы с новыми данными. 1996г. - ОР СУБД - Informix - Universal Server.

Модули DataBlade TextDataBlade-полнотекстовый поиск. Informix - Video Foundation DataBlade - работа с видеофайлами. Visual Information DataBlade - система распознавания изображений. Time Series Analysis DataBlade - служит для работы с временными рядами. DataBlade «Русский Техт» - полнотекстовый поиск с учетом особенностей русского языка. Финансовые, геоинформационные, научные данные, системы для САПР и дизайна, базы мультимедийных данных требуют ОР СУБД.