Логическая и физическая организация баз данных

Обеспечение банков данных.

Выполнение функций банков данных обеспечивается комплексом средств, называемых обеспечивающим составом или обеспечением банков данных.

Техническое обеспечение - это все те аппаратные средства, которые обеспечивают функционирование Банков данных и работу пользователей. В состав этих средств входят ЭВМ, внешние устройства, носители информации, аппаратура передачи данных, линии связи, абонентские пункты.

Математическое обеспечение представляет собой совокупность методов, способов, математических моделей и алгоритмов управления базами данных и решения прикладных задач.

Программное обеспечение - это программы, в среде которых функционирует банк данных (операционная система, операционная оболочка), и набор сервисных программных средств, необходимых для выполнения вспомогательных операций и решения пользовательских задач.

Информационное обеспечение представляет собой совокупность системы классификации и кодирования информации, входных документов и вспомогательных информационных массивов. Во вспомогательных массивах, как правило размещаются классификаторы, таблицы кодирования (шифрования) и другие данные.

В состав лингвистического обеспечения входит множество языков, используемых в СУБД, а также набор словарей, образующих словарный состав информационной системы.

Организационное обеспечение представляет собой комплекс мероприятий и руководящих документов, определяющих организацию повседневной эксплуатации банка данных и эффективное информационное обслуживание пользователей.

Процесс проектирования баз данных включает 2 этапа: разработку логической организации базы данных и создание базы данных на носителе.

Логическая организация БД - это представление пользователя (проектировщика) о той предметной области, информация о которой должна храниться в банке данных. Результатом логического проектирования является концептуальная (внешняя, информационно- логическая) схема базы данных - логическая модель предметной области. Такая модель отражает три вида информации: сведения об объектах предметной области, их свойствах и отношениях между объектами. Объекты это записи; свойства объектов это данные в полях записей; отношения - связи между типами записей и полями. Такая модель не зависит от физической Среды - типа ЭВМ, операционной системы и СУБД, абстрагируется от смыслового содержания данных, отражая формы представления информации и связи между данными.

Логическую модель можно представить несколькими способами. Для информационных систем характерны 2 способа схемного представления данных - графический и табличный.

Графический способ основан на изображении модели данных в виде ориентированного графа, вершины которого служат для отображения типов записей, а дуги - связей между записями. Табличный способ структурирования данных состоит в представлении информации о предметной области в виде одной или нескольких таблиц, заголовок каждой из которых из которых аналогичен типу записи в графической модели данных.

В настоящее время известны 3 логические модели: иерархическая, сетевая и реляционная.

Иерархическая модель данных основана на использовании графического способа: она представляет собой дерево, в вершинах которого располагаются типы записей. Каждая из вершин связана только с одной вершиной вышележащего уровня иерархии.

ФАКУЛЬТЕТ

ДЕКАНАТ КАФЕДРА КУРС

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ДИСЦИПЛИНА ГРУППА

СТУДЕНТ

Рис. Иерархическая модель данных.

Поиск данных в такой структуре выполняется всегда по одной из ветвей, начиная с корневого элемента, то есть должен быть указан полный путь движения по ветви. Так для поиска и выборки одного или нескольких экземпляров записи типа СТУДЕНТ необходимо указать корневой элемент ФАКУЛЬТЕТ и элементы КУРС, ГРУППА. Поиск данных в такой модели аналогичен поиску файлов в операционной системе MS DOS.

Сетевая модель данных также использует графический способ представления данных. Концептуальная схема отображается в виде графа. Никаких ограничений на количество связей, входящих в каждую вершину, не накладывается, что позволяет отображать связи между объектами предметной области практически любой степени сложности, в частности кольцевые структуры.

ФАКУЛЬТЕТ

ДЕКАНАТ КАФЕДРА КУРС

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ДИСЦИПЛИНА ГРУППА

СТУДЕНТ

Пример сетевой модели представлен на рис. Эта модель получена путем добавления в рассмотренную выше иерархическую модель дополнительных связей “ПРЕПОДАВАТЕЛЬ - ДИСЦИПЛИНА” и “ДИСЦИПЛИНА - СТУДЕНТ”.

Реляционная модель данных строится на использовании табличных методов и средств представления данных и манипулирования ими. В реляционной модели информация о предметной области отображается таблицей - отношением. Строка таблицы называется кортежем, столбец - атрибутом.

Отношение характеризуется числом кортежей и числом атрибутов. В отношении не может быть двух одинаковых кортежей. Порядок следования кортежей и атрибутов не играет существенной роли.

Под физической организацией баз данных понимается совокупность методов и средств размещения данных во внешней памяти и созданная на их основе внутренняя (физическая) модель данных. Физическая модель указывает, каким образом записи размещаются в базе данных, как они упорядочиваются, как организуются связи, каким путем можно найти записи и осуществить их выборку. Внутренняя модель разрабатывается средствами СУБД.

Все функции СУБД можно разделить на 3 группы: управление базами данных (система выполняет роль менеджера); разработка, отладка и выполнение прикладных программ (система осуществляет функции транслятора); выполнение вспомогательных операций (сервис).

При запуске СУБД в основную память загружается большая часть управляющих программ (ядро). Остальные модули вызываются по мере необходимости.

Основным признаком классификации СУБД является логическая модель базы данных. Поэтому различают сетевые, иерархические и реляционные СУБД. К числу наиболее распространенных реляционных СУБД относятся dBASE, FoxBase, FoxPro, Clipper, Clarion, Paradox, Acces и др. В настоящее время разработано и используется свыше 20 СУБД. Большинство из них являются реляционными. Они предоставляют пользователю удобные средства интерактивного взаимодействия с базами данных (режим меню) и имеют развитый язык программирования.

Дата добавления: 2014-01-05