Данные и ЭВМ. Концепция баз данных. Архитектура СУБД

Художня культура та її особливості.

Одним із найважливіших компонентів культури як сукупності створених людством цінностей є художня культура.

Художня культура - це складне, багатошарове утворення, яке об'єднує всі види мистецтва, сам процес художньої творчості, його результати і систему заходів по створенню, збереженню і розповсюдженню художніх цінностей, вихованню творчих кадрів і глядацької аудиторії.

Розуміючи культуру як "другу природу", як сукупність цінностей матеріальних та духовних, як розвиток сутнісних сил людини, спосіб відтворення людиною самої себе як істоти духовної, ми розглядаємо художню культуру як найбільш стабільний гуманістичний регіон культури. Адже серед розгалуженої системи історично вироблених і закріплених традицією духовних цінностей - релігійних, філософських, моральних саме художні, естетичні цінності, зберігаючи величні досягнення людського генію у творах мистецтва, стоять на сторожі цілісності культури і життєвого досвіду, зібраного людством протягом тисячоліть.

Ядром художньої культури, її системоутворюючим чинником виступає мистецтво як художньо-образне відтворення дійсного і уявного.

Данные и ЭВМ. Описание явлений реального мира называют данными. Фиксация дан-х осущ-ется с пом. средств общения (естественный язык, изображения). Обычно дан-е (факты, явления, события, идеи или предметы) и их интерпретация (семантика) фиксируются совместно, напр., утверждение "Стоимость авиабилета 128" ("128" – данное, а "Стоимость авиабилета" – его семантика). В ЭВМ в основном фиксируются дан-е, а семантика - вообще не фиксируется в явной форме (к примеру ЭВМ не "знает", является ли "128" стоимостью авиа-билета или номером рейса). Исторически на это есть 2 причины: 1)ЭВМ не обладали достаточными возм-тями для обработки текстов на естественном языке – основном для интерпретации дан-х. 2)стоимость памяти ЭВМ была изначально весьма велика. Поэтому память использовалась для хранения дан-х, а интерпретация возлагалась на программу польз-ля. Жесткая зависимость м/у данными и использующими их программами создает серьезные проблемы в ведении дан-х и делает испол-ия их менее гибкими. Также проблемы возникают при совместном испол-ии одних и тех же дан-х при необх-ти изменить стр-ру базового файла и т.п. Т.о., когда дан-е и их семантика отделены друг от друга, усложнена интерпретация дан-х и затруднено совместное их испол-ие.

Концепция БД. Поиск способов устранения проблем, имеющихся в программных БД, привел к созданию в начале 60-х гг. спец. программных комплексов, называемых "Системы управления базами данных" (СУБД). СУБД предст-т собой ПО, к-ое управляет всем доступом к БД. Осн. особ-ть СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих дан-х, но и описаний их стр-ры. Файлы, снабженные описанием хранимых в них дан-х и находящиеся под упр-ем СУБД, стали называть банки данных, а затем "Базы данных" (БД). Б Д – совокупность структурированных дан-х, используемых несколькими приложениями под управлением единого метода доступа и хранящихся на электронных носителях с минимальной (регулируемой) избыточностью. Данное определение собственно и показывает основные свойства БД. Стандартным языком доступа к БД является SQL (Structured Query Language – язык структурированных запросов). Фактически это стандарт доступа к реляционным БД. Язык запросов СУБД позволяет обращаться за дан-ми как из программ, так и с терминалов (Рис. Связь программ и данных при исп-ии СУБД). Однако на обмен дан-ми ч/з СУБД требуется большее время, чем на обмен аналогичными дан-ми прямо из файлов, спец-но созданных для того или иного приложения.

Функции СУБД: ■ Определение данных: СУБД д.предоставлять средства опр-ния дан-х (вн-их схем, концептуальной схемы, внутр-й схемы, а также всех необх-мых отображений) в виде исходной формы и преобразования этих опр-ний в cоотв-щую объектную форму. ■ Обработка дан-х: СУБД д.уметь обрабатывать запросы польз-ля на выборку, изменение или удаление дан-х, уже сущ-щих в базе, или на добавление в нее новых дан-х. ■ Оптимизация и выполнение: Запросы д.б. обработаны таким компонентом, как оптимизатор, назначение к-ого состоит в поиске достаточно эффективного способа выполнения каждого из запросов. ■ Защита и сохранение целостности дан-х: СУБД д.контролировать польз-кие запросы и пресекать любые попытки нарушения ограничений защиты и сохранения целостности дан-х, опр-ые администратором БД. ■ Восстановление дан-х и поддержка параллельности: СУБД или другой связанный с ней программный компонент, обычно называемый менеджером транзакций или диспетчером выполнения транзакций, д.обеспечивать необх-мый контроль над восстановлением дан-х и упр-ем параллельностью обработки. ■ Словарь дан-х: СУБД д.поддерживать функцию ведения словаря дан-х. Словарь содержит "дан-е о дан-х" (иногда наз-мые метаданными или дескрипторами), т.е. опр-ния др.объектов системы, а не просто обычные дан-е. ■ Производительность: Очевидно, что СУБД д.выполнять все указанные функции с максимально возможной эффективностью.

В целом, назначением СУБД является предоставление польз-кого интерфейса с системой БД. Польз-кий интерфейс м.б. определен как сущ-щий в системе ограничительный уровень, ниже к-ого для польз-ля все остается невидимым.

Архитектура СУБД. СУБД д.предоставлять доступ к дан-м любым польз-лям, включая и тех, к-ые практически не имеют и (или) не хотят иметь представления о: 1)физ.размещении в памяти дан-х и их описаний; 2)механизмах поиска запрашиваемых дан-х; 3)проблемах, возникающих при одновременном запросе одних и тех же дан-х многими польз-лями (прикладными программами); 4)способах обеспечения защиты дан-х от некорректных обновлений и (или) несанкц-го доступа; 5)поддержании БД в актуальном состоянии и др. При выполнении основных из этих функций СУБД должна поддерживать различные описания данных на всех уровнях и их преобразования из одних видов представления в другие. Архитектура СУБД обеспечивает потребности разл. польз-лей, выполнение их запросов, а также внутренние потребности, связанные с представлением дан-х в файлах и доступом к ним. Общепринятым в наст. время явл-тся подход, обеспечивающий 3хур-вое представление дан-х: (1)на уровне внешних моделей соотв-щих разл. запросам разл. польз-лей. Внешний уровень -это индивидуальный Ур-нь польз-ля. Польз-ль м.б. прикладным программистом или конечным польз-лем с любым ур-нем профессиональной подготовки. Особое место среди польз-лей занимает администратор БД (АБД). (2)на внутреннем ур-не, соотв-щем взгляду на дан-е системных программистов. Внутр-ее предст-ние - это предст-ние нижнего уровня всей БД; оно состоит из многих экземпляров каждого типа внутр-ей записи.Термин «внутр-яя запись» принадлежит терминологии ANSI/SPARC и означает конструкцию, наз-мую хранимой записью. (3)на концептуальном уровне - это «промежуточный» уровень м/у вн-им и внутр-им ур-ями. Концептуальное представление - это предст-ние дан-х такими, какие «они есть на самом деле», а не такими, какими вынужден их видеть польз-ль в рамках, напр., опр-ого языка или используемого аппаратного обеспечения.

С т.з. проектирования БД в рамках этапа анализа проводится подробное словесное описание объектов предметной области и реальных связей, к-ые присутствуют м/у описываемыми объектами. Ядром любой БД является модель дан-х. Модель дан-х предст-т собой мн-во стр-р дан-х, ограничений целостности и операций манипулирования дан-ми. С пом. модели дан-х могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи м/у ними. 3 уровня моделей дан-х: 1)инфологическая модель дан-х - неформальное описание создаваемой БД, выполненное с использованием естественного языка, матем-ких формул, таблиц, графиков и др. средств, понятных всем людям, работающих над проектированием БД; отражает предметную область в виде совок-ти инф-ых объектов и их стр-рных связей. 2) даталогическая модель дан-х - модель, отражающая логические взаимосвязи м/у элементами дан-х безотносительно их содержания и физ-ой орг-ции. При этом она разрабатывается с учетом конкретной реализации СУБД, также с учетом специфики конкретной предметной области на основе ее инфол-кой модели. 3)физ.модель дан-х – опр-ет способы размещения дан-х в среде хранения и способы доступа к этим дан-м, которые поддерживаются на физическом уровне; описывает данные средствами конкретной СУБД. Трехуровневая архитектура (инфол-й, датал-й и физ-й уровни) позволяет обесп-ть независимость хранимых дан-х от использующих их программ. АБД может при необх-ти переписать хранимые данные на другие носители инф-ии и (или) реорганизовать их физическую стр-ру, изменив лишь физическую модель данных. АБД может подключить к системе любое число новых польз-лей (новых приложений), дополнив, если надо, датал-ую модель. Указанные изменения физ-й и датал-й моделей не будут замечены сущ-щими польз-лями системы, так же как не будут замечены и новые польз-ли. Незав-ть дан-х обеспечивает возм-ть развития системы БД без разрушения сущ-щих приложений.

Дата добавления: 2015-05-09