База данных и ее составляющие

Одним из основных принципов организации баз данных состоит в том, что каждый факт представлен в ней только один раз. Таким образом достигается минимизация избыточности данных. Наличие избыточных данных создает предпосылки для нарушения принципа непротиворечивости данных в базе данных, что доставляет много забот специалистам, ответственным за поддержку базы данных. Помимо этого для хранения избыточных данных требуются дополнительные ресурсы памяти и вычислительные ресурсы для поддержки тождественности дубликатов данных. Однако принцип минимизации избыточности данных на практике иногда сознательно нарушается ради улучшения каких-либо иных характеристик информационной системы, например, быстродействия или надежности. В распределенных базах данных (см. ниже) часто используется поддержка копий фрагментов базы данных (репликатов) на разных узлах сети ради сокращения сетевого трафика и повышения производительности системы. Однако за это приходится платить необходимостью синхронизации репликатов при обновлении одного из них.

Организация базы данных – ее структура и ограничения целостности, которым она должна удовлетворять в каждый момент времени – относятся к интенсиональной модели. Однако при модернизации ИС в интенсиональную модель данных приходится вносить изменения, добавляя или убирая новые сущности, атрибуты или связи. Процедура такого рода называется реструктуризацией базы данных.

Иногда в базе данных отражается хронологическая последовательность ряда предшествующих состояний. Например, в экономических исследованиях и в управлении экономикой широко используются базы данных темпоральных (временных) рядов экономических показателей.

При определении содержания базы данных (то есть при выборе предметной области системы) обычно используются два подхода. При первом подходе разработчик базы данных руководствуется заранее заданными характеристиками информационных потребностей пользователей. При втором подходе такие характеристики заранее неизвестны, и поэтому в базу данных включаются наиболее значимые факты предметной области, которые могут быть полезны многим пользователям. База данных, построенная по второму принципу, называется предметной.

Конечными пользователями базы данных являются те специалисты, для которых предназначена информационная система. Кроме того, в качестве пользователей могут рассматриваться различные прикладные программы или программные комплексы, оперирующие данными, содержащимися в базе данных. Такие программные средства называют пользовательскими приложениями системы базы данных.

На самом деле конечные пользователи также взаимодействуют с системой посредством приложений. Эти приложения называют пользовательскими интерфейсами. Что касается пользовательских приложений, то они получают доступ к базе данных, взаимодействуя с ней через интерфейсы прикладного программирования.

Централизованный характер управления данными в базе данных предполагает необходимость существования некоторого лица или группы лиц, на которых возлагаются функции администратора системы базы данных, действующего в интересах всего сообщества ее пользователей. Персонал администратора ответственен, в частности, за поддержку системы в работоспособном состоянии, за своевременную актуализацию данных, за эффективное использование вычислительных ресурсов системы и ресурсов памяти, за предоставление полномочий пользователям на доступ к данным и т.п.

Различаются сосредоточенные и распределенные базы данных. Сосредоточенная база данных полностью поддерживается на одном компьютере и доступна по запросам пользователей, работающих непосредственно на данном компьютере. Может использоваться также и сетевой доступ к такой базе данных, который часто применяется в локальных сетях, а также для доступа к базам данных в среде Web.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных узлах вычислительной сети. Части базы данных на отдельных узлах могут при этом использоваться одновременно как автономные локальные базы данных. Благодаря функциональным возможностям программного обеспечения, используемого для поддержки и использования распределенных баз данных, фактор распределенности данных может быть непрозрачным для пользователей. В таких случаях пользователь распределенной базы данных не знает, каким образом ее компоненты размещены в узлах сети, и представляет себе эту базу данных как единое целое.

В распределенных базах данных используется два метода распределения данных - фрагментация и тиражирование. Фрагментация данных заключается в разбиении базы данных на составные части, хранимые в различных узлах сети. Тиражирование данных (репликация) используется для сокращения сетевого трафика и повышения производительности системы при обработке пользовательских запросов за счет того, что данные в сети размещаются в местах их порождения и/или активного использования. При этом копии некоторых составных частей базы данных (репликаты) хранятся в различных узлах сети. Естественно, что при обновлении какой-либо копии возникает необходимость синхронизации состояния всех копий модифицированного фрагмента базы данных. Затраты ресурсов на эту процедуру являются платой за сокращение сетевого трафика.

Контрольные вопросы по теме.

1. Что такое база данных и как она связана с моделированием предметной области в информационных системах?

2. Какое отношение к базе данных имеет интенсиональная модель предметной области?

3. Какие подходы используются при определении содержательного состава базы данных?

4. Чем отличается система управления базы данных от системы базы данных?

5. Почему необходимо осуществлять администрирование системы базы данных?

6. Каковы особенности сосредоточенных баз данных?

7. Для каких целей создаются распределенные базы данных?

8. Какие методы распределения данных используются в распределенных базах данных?

Дата добавления: 2014-10-17