Общая характеристика реляционной модели данных

Файлы.

Файловые системы.

Файлы.

Хранение данных.

Использование данных в вычислительной технике.

2.1. Направления использования вычислительной техники:

Решение математических, технических и логических задач, моделирование сложных систем, обработка данных измерений (получаемых при эксперименте и при управлении различными процессами), обработка экономико-статистических данных и поиск информации. Так, средства цифровой Вычислительной техники стали использоваться для научного эксперимента при управлении технологическими процессами и производством в целом, в проектных и конструкторских работах, в системах планово-экономического характера, в информационно-справочных, обучающих и информационных системах, в военном деле и так далее.

Информационная система (ИС)

В широком смысле информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией.

В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы.

В любом случае основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области (обеспечение надёжного хранения информации, оперативной выдачи необходимой информации). Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД, поэтому термин «информационная система» на практике сливается по смыслу с термином «система баз данных».

2.2. Хранение данных.

До конца 50-ых основными носителями памяти являлись:

- магнитные ленты и магнитные барабаны (ёмкость магнитных лент 20 Мб и 10 Мб). Недостатки: информация организована в формате последовательного доступа, скорость магнитных лент низкая. Отличие магнитного барабана: вместо одной считывающей головки на барабане их было несколько.

- накопители на магнитных дисках. Ёмкость - 2,5 Мб; 7,5 Мб; 29 Мб; 100 Мб; 200 Мб.

На сегодняшний день список расширился: HDD, магнитные диски, Flash-носители, пластиковые носители.

Файл – наименование (имя) совокупности данных, на машиночитаемом носителе (напр., дискете), основной элемент хранения данных в компьютере, позволяющий отличать эту совокупность данных от других, находить, изменять, удалять или выполнять с ней другие операции.

Функции системы управления файлами:

1. Распределение внешней памяти.

2. Отображение имён файлов в соответствии с адресами внешней памяти.

3. Обеспечение доступа к данным.

Структура файла.

1. На магнитных лентах структура файла организована, как файл последовательного доступа:

заголовок

байт 0

байт 1

байт 2

байт 3

EOF (конец файла)

2. На магн. дисках физическая структура файла изменилась, теперь для идентификации требуется знать: N цилиндров, M треков (дорожек), K секторов.

В зависимости от объёма накопителя, сектора носителя информации объединяются в блоки (кластеры - минимальная адресная единица информации, т.е. блок - минимальный объём, который можно прочитать или записать). Файл может занимать несколько блоков. Но читается этот файл, как файл последовательного доступа.

Файл имеет свой адрес - № цилиндра, № трека и № сектора. Для обмена информацией с аппаратурой необходимо указать N, M, K. Такой вариант адресации существенно ускоряет время доступа к информации на носителе.

Таким образом, существует два подхода представления файлов:

1. Файл - последовательность байтов. В этом случае, из файла можно прочитать или записать указанное количество байт только последовательно один за другим.

2. Файл представляется пользователю, как последовательность записей, а каждая запись - это последовательность байтов. Запись можно читать или записывать последовательно, либо можно позиционироваться (начинать считывание или запись) на запись с указанным номером.

0 Запись 1

1 Запись 2

2 Запись 3

Файл, разделённый на индексы - индексно-последовательный файл. Файл, каждая из записей которого снабжена своим ключом, в результате чего обеспечивается как прямой доступ к каждой записи по ее ключу, так и последовательный доступ в соответствии с реализованным принципом упорядочения записей по ключам.

Именование файла.

1. Непосредственное имя файла.

2. Полное имя файла (многоуровневое).

Практически все системы поддерживают многоуровневые названия файлов (имя содержит имена каталогов, в которые он включён).

Существует 2 варианта полного названия файла:

- Цепочка имён начинается с имени накопителя - организация изолированной файловой системы, например Windows:

имя накопителя->каталог 1->каталог 2->файл

- Полностью централизованная файловая система - все накопители [***]byajhvfwbb объединяются в одно файловое пространство (цепочка начинается с корневого каталога), частично реализована в ОС Unix.

Любая информационная система должна обеспечивать доступ к своим ресурсам. Файл связан с определенной приложенной к нему информацией, разорвать эту цепочку практически невозможно.

Режим многопользовательского доступа

Если операционная система поддерживает многопользовательский режим, вполне реальна ситуация, когда два или более пользователей одновременно пытаются работать с одним и тем же файлом.

Исторически в файловых системах применялся следующий подход. В операции открытия файла (первой и обязательной операции) помимо прочих параметров указывался режим работы (чтение или изменение). Если к моменту выполнения этой операции от имени некоторой программы (процесса) A файл уже находился в открытом состоянии от имени некоторой другой программы B, причем существующий режим открытия был несовместимым с желаемым режимом (совместимо только чтение), то в зависимости от особенностей системы программе A либо сообщалось о невозможности открытия файла в желаемом режиме, либо она блокировалась до тех пор, пока программа B не выполнит операцию закрытия файла. Другими словами: если файл кем-то занят, то: либо вы не можете его открыть вообще, либо можете открыть только для чтения.

2.4. Файловые системы.

Моделирование отношений на файловых структурах. Вообще, Отношение - способ существования объектов разного рода и общая, универсальная форма.

Файл 1 основной

F1

Файл 2 зависимый

F2

Организация таких отношений напоминает индексно-последовательный файл:

[1-Файл1-2]à[Файл2-3]à[Файл3]

Структура записи основного файла:

в самом файле кроме первичного ключа (уникального идентификатора или адреса) и записи (собственно хранимой информации), мы получаем элементы, в которых мы имеем № записи, зависимой от текущей записи. Получаем мы их по соответствующему ключу (ссылке-указателю на первую запись в подчиненном файле):

Структура записи подчиненного файла:

указатель на следующую запись, запись в цепочке подчиненных записей.

В данное время большинство файловых систем непригодны для построения БД? Так как:

1. Системы управления файлами не поддерживают логически согласованный набор файлов.

2. Файловая система не обеспечивает интерпретации внутри содержимого файла, другими словами, структура внутренней информации скрыта от пользователя.

3. Файловая система не способна к восстановлению файла после различного рода сбоев.

4. Файловая система не поддерживает режим многопользовательского доступа к информации.

Лекция 3. Реляционная модель. Часть 1.

Дата добавления: 2014-01-05