ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2021
Просмотров: 1568
Скачиваний: 23
16
Осн
и
б
о
у
с
аппаратным
обеспечением
(«
железом
»)
по
боль
о
(
з
и
.
определяются
в
соответствии
с
разл
устройствах
внешней
памяти
,
напр
з
,
ия
,
ведения
и
использования
баз
данных
,
поср
У
а
уровня
,
предназначенный
для
зада
е
,
и
т
и
в
к
базе
данных
)
дан
и
выборки
данных
и
так
называемые
операции
запоминания
,
а
именно
,
операции
ввода
данных
,
их
изменения
и
удаления
.
овные
компоненты
ИС с
базам
данных
Информационная система
с
азой
данных
бычно
включает
в
себя
следующие
компоненты
.
Аппаратные
средства
компьютерной
системы
.
Для
систем
с
БД
главную
роль
играют
след ющие
элементы
.
•
Процессор
(
процессоры
)
и
основная
оперативная
память
.
•
Системы
долговременного
хранения
информации
.
Обычно
это
устройства
с
магнитными
дисками
с
соответствующими
контроллерами
(
устройствами
управления
)
и
каналами
ввода
-
вывода
.
Детали
проблем
,
связанных
шей
части
не
являются
специфическими
для
систем
с
базами
данных
,
поэтому
в
данном
пособии
им
не уделяется
собого
внимания
.
База
данных
БД
)
(Database) –
это
совокупность
данных
,
органи ованная
по
определенным
правилам
,
предусматривающим
общие
принципы
описания
,
хранения
и
манипулирования
данным
Данные
,
представленные
в
базе
данных
,
можно
рассматривать
на
различных
уровнях
абстрагирования
,
которые
ичным
целевым
назначением
использования
данных
.
Например
,
один
уровень
абстрагирования
данных
для
пользователя
,
не
имеющего
специальной
подготовки
,
другой
уровень
представления
данных
для
качественного
проектирования
структур
данных
.
Для
решения
задач
рациональной
организации
базы
данных
на
запоминающих
имер
на
магнитных
дисках
,
используется
самый
нижний
уровень
абстрагирования
называемый
физическим
уровнем
(
физическая
база
данных
).
Таким
образом
,
при
рассмотрении
ба
данных
возникает
вопрос
о
различных
моделях
представления
данных
.
Система
управления
базой
данных
(
СУБД
)
, (Database Management
System) –
это
специальный
комплекс
программ
и
языковых
средств
,
предназначенный
для
создан
едством
которого
реализуется
централизованное
управление
базой
данных
и
обеспечивается
доступ
к
данным
.
В
С БД имеются
трансляторы
и
/
или
интерпретаторы
с
язык описания
данных
и
с
языка
манипулирования
данными
.
Язык
описания
данных
–
это
язык
высокого
ния
схемы
базы
данных
.
С
го
помощью
описываются
типы
данных
,
подлежащих
хранению
в
базе или
выборке з
нее
,
с руктура
данных
их
связи
между
собой
.
Это
язык
декларативного
(
описательного
)
типа
,
а
не
процедурного
.
Язык
манипулирования
данными
(
или
язык
запросо
представлен
набором
команд
,
реализующих
операции
манипулирования
ными
.
Это
операци
17
Фактическим
стандартом
языка
для
описания
данных
и
манипулирования
и
в
современных
СУБД
является
язык
S
им
QL
(Structured Query Language
–
язык
разг
сбоев
,
средства
контроля
дост
в
БД
д
ным
.
Словарь
содержит
х
•
а
,
связи
с
другими
данными
);
•
контексте
конкретной
модели
данных
(
см
.
ниже
).
ил
сис
х
и
со
спецификой
предметной
области
данной
и
м
цен
ы
данных
входит
.
базы
данных
в
связи
с
изменением
границ
•
•
Разработка
и
реализация
мер
по
обеспечению
безопасности
данных
,
их
защиты
от
некомпетентного
использования
,
сбоев
технических
средств
,
определение
процедур
резервного
копирования
и
восстановления
данных
и
т
.
д
.
•
Координация
работы
программистов
,
разрабатывающих
новые
прикладные
программы
,
выполнение
их
проверки
и
включение
в
состав
программного
обеспечения
системы
.
•
Взаимодействие
с
пользователями
,
обеспечение
наличия
в
базе
необходимых
им
данных
,
определение
отображения
данных
в
соответствии
с
потребностями
пользователей
.
структурированных
запросов
).
В
СУБД
,
как
правило
,
также
имеются
специальные
средства
для
раничения
доступа
к
данным
пользователей
БД
,
обеспечения
защиты
данных
от
аппаратных
и
программных
оверности
и
непротиворечивости
данных
,
средства
автоматического
мониторинга
функционирования
системы
и
др
.
Словарь
(
справочник
)
базы
данных
(Database Directory)
представляет
собой
специализированную
подсистему
СУБД
,
предназначенную
для
централизованного
хранения
единообразной
информации
обо
всех
хранимых
анных
,
используемой
СУБД
для
доступа
к
дан
«
данные
о
данны
»
(
метаданные
)
в том
числе
информацию
:
об
объектах
,
их
свойствах
и
отношениях
между
объектами
для
данной
предметной
области
;
•
о
данных
,
хранимых
в
БД
(
их
наименование
,
смысловое
описание
,
тип
,
структур
•
о
возможных
значениях
и
форматах
представления
данных
;
о
кодах
защиты
и
уровнях
доступа
к
данным
со
стороны
пользователей
.
Схема
базы
данных
(Database Scheme) –
это
описание
базы
данных
в
Администратор
базы
данных
(
АБД
)
, (Database Administrator)
.
Это
лицо
и
группа
специалистов
,
знакомых
с
теорией
построения
информационных
тем
с
базами
данны
информационной
с сте ы
.
Администратор
базы
данных
осуществляют
трализованное
управление
базой
данных
посредством
конкретной
СУБД
.
В
функции
администратора
баз
•
Определение
концептуальной
схемы
базы
данных
.
Решение
вопросов
,
связанных
с
расширением
предметной
области
,
согласование
представлений
пользователей
.
Координация
всех
действий
по
проектированию
,
реализации
и
ведению
базы
данных
.
18
•
Ведение
словаря
данных
,
контроль
избыточности
и
против
данных
,
их
достоверности
.
троль
и
обеспечение
выполнения
требований
по
производительн
темы
.
Выполнение
при
необходимости
изменений
методов
хран
оречивости
•
Кон
ости
сис
ения
данных
,
путей
доступа
к
ним
,
связей
и
форматов
данных
.
3.
д
е
базы
Архитектура
систем
с
базами
данных
.
Понятие
модели
данных
Как
уже
говорилось
выше
,
для
нормальной
работы
информационных
систем
с
базами
данных
особенно
важно
обеспечение
независимости
прикладных
программ
от
данных
,
точнее
от
формы
их
представления
.
В
основе
обеспечения
такой
независимости
лежит
следующая
идея
:
пользователям
системы
требуется
информационное
содержание
данных
,
а
не
детали
их
представления
и
размещения
в
памяти
компьютерной
системы
.
В
связи
с
этим
вводится
концептуально
важное
понятие
модели
данных
.
Модель
анных
позволяет
представлять
пользователям
информационно
содержание
данных
,
опуская
подробности
организации
физического
хранения
данных
.
Появление
в
начале
70-
х
годов
термина
модель
данных
(
в
приложении
к
базам
данных
)
связывают
с
именем
американского
математика
Е
.
Ф
.
Кодда
(E.F.
Codd),
внесшего
большой
вклад
в
развитие
информационных
систем
с
базами
данных
.
Схематично
место
модели
данных
можно
представить
следующим
образом
(
рис
Предметная
Модель
Физическая
област
данных
база
данных
ь
Это
отображение
должно
реализовываться
средствами
СУБД
Рис
. 3.1.
Преобразование
информации
при
отображении
предметной
области
в
модель
данных
и
физическую
базу
данных
Под
моделью
данных
понимают
совокупность
правил
порождения
структур
данных
в
базах
данных
,
операций
над
ними
,
а
также
ограничений
целостности
,
ые
определяющих
допустим
связи
и
значения
данных
,
последовательности
их
изменения
.
При
последующем
изложении
,
говоря
о
модели
данных
,
мы
будем
иметь
в
виду
эти
три
компоненты
модели
данных
:
•
структуру
данных
,
•
операции
над
данными
,
20
•
ограничения
целостности
данных
На
рисунке
у
представления
или
отображени
имеет
место
на
уровне
физического
хранения
данных
на
устройстве
памяти
.
реализованы
соот
данны
помощь
й
модели
данных
,
то
есть
прикладной
прог м
соответ
данных
Дл
я
уровням
должна
модели
Сл
СУБ
уровень
внутренней
моделью
базы
данных
(
ВМД
).
Соответственно
,
картина
преобразования
данных
приобретает
сл
Модель
↔
Внутренняя
модель
↔
Физическая
база
данных
тветствующие
запросы
к
файловой
системе
ОС
.
Во
внутренней
модели
база
данных
представлена
в
виде
совокупности
файлов
,
для
которых
известна
структура
хранимых
записей
,
определены
соответствующие
служебные
поля
,
реализующие
необходимые
связи
между
записями
,
и
т
.
д
.
Таким
образом
,
формируется
двухуровневая
архитектура
информационной
системы
с
базой
данных
представленная
на
рисунке
Приведенная
двухуровневая
схема
решает
вопрос
обеспечения
независимости
базы
данных
от
используемых
технических
средств
.
Однако
существенным
недостатком
двухуровневой
является
то
,
что
в
этом
случае
каждый
внешний
пользователь
вынужден
работать
со
всем
информационным
содержимым
базы
данных
,
представленным
моделью
данных
.
.
модель
данных
представляет
собой
форм
я
данных
более
высокоуровневую
,
чем
это
Для
работы
с
данными
на
уровне
модели
,
в
ней
должны
быть
ветствующие
языковые
средства
для
описания
и
манипулирования
ми
.
Запросы
к
данным
в
прикладных
программах
должны
выражаться
с
ю
этих
языков
в
терминах
принято
ра мист
и
пользователи
работают
с
записями
данных
на
уровне
ствующей
модели
данных
,
а
не
в
категориях
,
связанных
с
размещением
на
устройствах
памяти
.
я
осуществлени
преобразования
формы
представления
данных
между
и
,
соответствующими
модели
данных
и
физической
базы данных
,
СУБД
располагать
информацией
о
структуре
записей
данных
на
уровне
и
структуре
хранимых
записей
физической
базы
.
едует
,
однако
,
иметь
в
виду
,
что
в
современных
ЭВМ
на
самом
деле
Д
не
работает
непосредственно
с
физическими
устройствами
долговременного
хранения
информации
(
с
физической
базой
данных
).
Реально
СУБД
функционирует
в
среде
той
или
иной
операционной
системы
(
ОС
)
и
для
работы
с
физическими
данными
использует
соответствующие
средства
операционной
системы
,
а
именно
средства
управления
файлами
.
С
помощью
этого
в
ЭВМ
обеспечивается
относительная
независимость
операций
обработки
данных
от
конкретных
технических
средств
,
предназначенных
для
их
хранения
.
Таким
образом
,
фактически
в
системе
вводится
еще
один
представления
данных
,
который
можно
назвать
едующий
вид
.
Система
управления
базой
данных
обеспечивает
доступ
к
записям
внутренней
модели
через
соо