Предмет и объект прикладной информатики (стр. 16 из 34)
Администратор базы данных (ЛБД) есть лицо или группа лиц, отвечающих за выработку требований к БД, ее проектирование, создание, эффективное использование и сопровождение. А БД обычно следит за функционированием информационной системы, обеспечивает защиту от несанкционированного доступа, контролирует избыточность, непротиворечивость, сохранность и достоверность хранимой в БД информации. В вычислительной сети АБД, как правило, взаимодействует с администратором сети. Администратор сети осуществляет контроль за функционированием аппаратно-программных средств сети, реконфигурация сети, восстановление программного обеспечения после сбоев и отказов оборудования, профилактические мероприятия и обеспечение разграничения доступа.
Вычислительная система (ВС) представляет собой совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих ЭВМ или процессоров и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема, обработки и выдачи информации потребителям. Поскольку основными функциями БнД являются хранение и обработка данных, то используемая ВС, наряду с приемлемой мощностью центральных процессоров (ЦП) должна иметь достаточный объем оперативной и внешней памяти прямого доступа.
Обслуживающий персонал выполняет функции поддержания технических и программных средств в работоспособном состоянии. Он проводит профилактические, регламентные, восстановительные работы по планам.
Классификация БД:
по форме представления (визуальная, аудиосистемы, мултьимедиа)
по характеру организации данных (неструктурированная БД в виде семантических сетей, частично – в виде текста и гипертекста, структурированная – иерархические, сетевые, реляционные). Структурированные сисемы поддерживают уровень поля, записи, файла. Поле – наим. ед. информации. Совокупность полей – запись, а множество записей – файл.
по типу хранимой информации: документальные (библиографические, реферативные, полнотекстовые БД форм документов), фактографические и лексикографические.
по характеру организации хранения: локальные, общие (интегрированные, распределенные).
Классификация СУБД. Архитектура БД: внешняя, концептуальная, физическая. Компоненты СУБД. Основные функции СУБД
Система управления базами данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных.
Одними из первых СУБД являются следующие системы: IMS (IBM, 1968 г.), IDMS (Cullinet, 1971 г.), ADABAS (Software AG, 1969 г.) и ИНЭС (ВНИИСИ АН СССР, 1976 г.). Количество современных систем управления базами данных исчисляется тысячами.
Классификационные признаки: вид программы, характер использования, модель данных. Признаки влияют на целевой выбор СУБД и эффективность использования разрабатываемой информационной системы.
Классификация СУБД:
- По типу моделей данных(иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные)
По языкам общения (открытые, замкнутые, смешанные)
По числу уровней в архитектуре (1,2,3), (архитектурный уровень – это механизм поддержки некоторого уровня абстракции)
По выполняемым функциям (информационные, операционные)
По сфере возможного применения (универсальные, проблемно-ориентированные)
По мощности (настольные, корпоративные)
По ориентации на категорию пользователей (разработчиков, конечных пользователей)
Архитектура БД:
Внешняя (точка зрения на БД отдельных приложений)
Концептуальная (обобщенная модель предметной области, для которой создавалась БД, содержит объекты и их атрибуты, связи между объектами, ограничения, семантическую информацию о данных, обеспечение безопасности)
Физическая (описывает физическую реализацию БД и предназначена для достижения оптимальной производительности)
Рис. 5.6 Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC
Внутренний уровень наиболее близок к физическим структурам хранимой информации. Именно внутренний уровень учитывает методы доступа операционной системы для манипулирования данными на физическом уровне, что в некоторой степени снижает независимость операций обработки данных от технических средств, однако, в идеале СУБД может располагать внутренним уровнем, который бы не опирался на средства ОС.
Внешний уровень является уровнем пользователей СУБД, т.к. он является уровнем восприятия каждого пользователя. В принципе для каждого пользователя создается свой внешний уровень (схема - модель с соответствующим языком описания данных). Типичным воплощением внешнего уровня является использование представлений (VIEW) в языке SQL [3].
Концептуальный уровень является обобщением локальных представлений пользователей, т.е. является общим глобальным описанием предметной области в терминах (концептах) конкретной СУБД. Важно отметить, что концептуальный уровень исполняет роль некоторого стандарта пользователей, согласуя их представление о предметной области в единое целое.
Компоненты СУБД:
Ядро СУБД – отвечает за управление данными во внешней памяти, управляет буферами, транзакциями и производит журнализацию. Ядро в свою очередь состоит из менеджера данных, менеджера буферов, менеджера транзакций, менеджера журналов. Ядро СУБД обладает собственным интерфейсом и не доступно пользователям напрямую, но используется в программах компилятором и утилитами. В память загружается только резидентная часть ядра. В архитектуре клиент-сервер ядро представляет серверную часть системы.
Процессор запросов – преобразует запросы низкоуровневых конструкций.
Компилятор языка – преобразует команды процессора запросов в набор таблиц, которые сохраняются в системном каталоге.
Процессор языка манипулирования данными – преобразует операторы прикладного языка в стандартные функции базового языка.
Контроллер – управляет доступом к системному каталогу.
Контроллер файлов манипулирования- предназначен для хранения файлами, отвечает за дисковое пространство.
Контроллер БД -взаимодействует с прикладными программами и запросами. Компоненты: контроль прав доступа, процессор команд, средство контроля целостности, оптимизатор запросов, контроллер транзакций, планировщик конструктивного восстановления БД.
Основные функции СУБД:
Управление данными во внешней памяти
Управление транзакциями
Вспомогательные функции
Восстановление БД
Поддержка языков БД
Словарь данных
Управление параллельным доступом
Управление буфером ОП
Контроль доступа к данным
Поддержка обмена данными
Поддержка целостности данных
Поддержка независимости от данных
Пользователи банков данных. Основные функции группы администратора БД. Модели данных, основные понятия. Классификация моделей данных, характеристика моделей. Инфологическая модель. Виды связей. ER-диаграммы
Пользователи Банков данных:
Админстраторы данных – управление данными, разработка и сопровождение стандартов
Разработчики БД (разработчики логической БД, разработчики физической БД) – рез-т работы: спроектированная БД
Прикладные программисты – используют языки 3-го и 4-го уровня
Пользователи.
Основные функции группы администратора БД:
Анализ предметной области
Проектирование структуры БД
Задание ограничения целостности
Первоначальная загрузка
Защита данных
Обеспечение восстановления данных
Анализ обращений пользователей
Анализ эффективности функционирования
Работа с конечными пользователями
Подготовка и поддержание системных средств
Организационно-методическая работа
Модели данных, основные понятия
Основная концепция БД- является понятие модели данных и данных.
Данные – набор конкретных значений, характеризующих объект, условие, ситуацию или другие факторы. Сами по себе они не несут информацию.
Модель данных – абстракция, которая будучи приложена к конкретным данным позволяет пользователям и разработчикам трактовать данные как информацию, т.е. сведения содержащие не только данные, но и взаимосвязи между ними.
Назначение моделей данных:
Определить границу между логическими и физическими аспектами управления БД (независимость данных).
Обеспечить конечным пользователям и программистам возможность и средства общего понимания смысла данных.
Определить языковые понятия высокого уровня, которые позволили бы выполнять однотипные операции над большими совокупностями записей, причем эта совокупность рассматривается как единая операция.
Классификация моделей данных, характеристика моделей.
Существует 3 уровня моделей:
Инфологическая модель: диаграммы Зхмана, модель сущность-связь
Даталогическая модель: документальные (ориентированы на формат документа, дескрипторные модели, трезаусные модели) и фактографические (иерархически сетевые, теоретико-множественные модели, объектно-ориентированные)
Физическая модель: основанные на файловых структурах, основаны на странично-сигментной организации,.
Физическая модель данных оперирует категориями, касающимися организации внешней памяти и структур хранения, которые используются в данной операционной среде.
Отдельная категория множественные модели (религиозные модели, модели бинарных ассоциаций).
Инфологическая модель
Инфологическая модель. Цель инфологического моделирования – отображает информацию о предметной области в удобном для пользователя виде. Инфологическая модель представляет собой информационно-логический уровень абстрагирования, на котором фиксируются объекты предметной области, их свойства и взаимосвязи.