Для реализации этого запрета СУБД устанавливает блокировку на объекты, которые использует транзакция. Существуют разные типы блокировок – табличные, страничные, строчные и другие, которые отличаются друг от друга количеством заблокированных записей. Чаще других используется строчная блокировка – при обращении транзакции к одной строке блокируется только эта строка, остальные строки остаются доступными для изменения.

Таким образом, процесс внесения изменений в базу данных состоит из следующей последовательности действий: выдается оператор начала транзакции, выдается оператор изменения данных, СУБД анализирует оператор и пытается установить блокировки, необходимые для его выполнения, в случае успешной блокировки оператор выполняется, затем процесс повторяется для следующего оператора транзакции. После успешного выполнения всех операторов внутри транзакции выполняется оператор фиксации транзакции. СУБД фиксирует изменения, сделанные транзакцией, и снимает блокировки. В случае неуспеха выполнения какого-либо из операторов транзакция «откатывается», данные получают прежние значения, блокировки снимаются.

 

8.  Управление ресурсами среды хранения.

БД располагается во внешней памяти ЭВМ. При работе в БД заносятся новые данные (занимается память) и удаляются данные (освобождается память). СУБД выделяет ресурсы памяти для новых данных, перераспределяет освободившуюся память, организует ведение очереди запросов к внешней памяти и т.п.

 

9.  Поддержка деятельности системного персонала.

При эксплуатации базы данных может возникать необходимость изменения параметров СУБД, выбора новых методов доступа, изменения (в определенных пределах) структуры хранимых данных, а также выполнения ряда других общесистемных действий. СУБД предоставляет возможность выполнения этих и других действий для поддержки деятельности БД обслуживающему БД системному персоналу, называемому администратором БД.

 

---

Тема 2. Принципы построения баз данных. Модели и структуры данных^[3]

 

Вопрос 1. Принципы построения баз данных, банка данных, банка знаний.

 

Развитие теории и практики создания информационных систем, основанных на концепции баз данных, создание унифицированных методов и средств организации и поиска данных позволяют хранить и обрабатывать информацию о все более сложных объектах и их взаимосвязях, обеспечивая многоаспектные информационные потребности различных пользователей.

Основные требования, предъявляемые к банкам данных, можно сформулировать следующим образом.

     Многократное использование данных: пользователи должны иметь возможность использовать данные различным образом.

     Простота: пользователи должны иметь возможность легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении.

     Легкость использования: пользователи должны иметь возможность осуществлять (процедурно) простой доступ к данным, при этом все сложности доступа к данным должны быть скрыты в самой системе управления базами данных.

     Гибкость использования: обращение к данным или их поиск должен осуществляться с помощью различных методов доступа.

     Быстрая обработка запросов на данные: запросы на данные, в том числе незапланированные, должны обрабатываться с помощью высокоуровневого языка запросов, а не только прикладными программами, написанными с целью обработки конкретных запросов (разработка таких программ в каждом конкретном случае связана с большими затратами времени). Пользователь должен иметь возможность кратко выразить нетривиальные запросы (в нескольких словах или несколькими нажатиями клавиш мыши). Это означает, что средство формулирования должно быть достаточно «декларативным», т. е., упор должен быть сделан на «что», а не на «как». Кроме того, средства обработки запросов не должно зависеть от приложения, т. е., оно должно работать с любой возможной базой данных.

     Язык взаимодействия конечных пользователей с системой должен обеспечивать конечным пользователям возможность получения данных без использования прикладных программ.

     База данных - это основа для будущего наращивания прикладных программ: базы данных должны обеспечивать возможность быстрой и дешевой разработки новых приложений.

---

     Сохранение затрат умственного труда: существующие программы и логические структуры данных (на создание которых обычно затрачивается много человеко-лет) не должны переделываться при внесении изменений в базу данных.

     Наличие интерфейса прикладного программирования: Прикладные программы должны иметь возможность просто и эффективно выполнять запросы на данные; программы должны быть изолированы от расположения файлов и способов адресации данных.

     Распределенная обработка данных: система должна функционировать в условиях вычислительных сетей и обеспечивать эффективный доступ пользователей к любым данным распределенной БД, размещенным в любой точке сети.

     Адаптивность и расширяемость: с целью увеличения производительности база данных должна быть настраиваемой, причем настройка не должна вызывать перезапись прикладных программ. Кроме того, поставляемый с СУБД набор предопределенных типов данных должен быть расширяемым - в системе должны быть средства для определения новых типов и не должно быть различий в использовании системных и определенных пользователем типов.

     Контроль за целостностью данных: система должна осуществлять контроль ошибок в данных и должна выполнять проверку взаимного логического соответствия данных.

     Восстановление данных после сбоев: Автоматическое восстановление без потери данных транзакции. В случае аппаратных или программных сбоев система должна возвращаться к некоторому согласованному состоянию данных.

     Вспомогательные средства должны позволять разработчику или администратору базы данных предсказать и оптимизировать производительность системы.

     Автоматическая реорганизация и перемещение: система должна обеспечивать возможность перемещения данных или автоматическую реорганизация физической структуры.

 

Вопрос 2. Компоненты банка данных.

 

Определение банка данных предполагает, что с функционально-организационной точки зрения банк данных является сложной человеко-машинной системой, включающей в себя все подсистемы, необходимые для надежного, эффективного и продолжительного во времени функционирования.

 

В структуре банка данных выделяют следующие компоненты (подсистемы):

     информационная база;

     лингвистические средства;

     программные средства;

     технические средства;

     организационно-административные подсистемы и нормативно-методическое обеспечение.

---

 

Информационная база.

Данные, отражающие состояние определенной предметной области и используемые информационной системой, принято называть информационной базой.

Информационная база состоит из двух компонентов:

1)       коллекции записей собственно данных

2)       описания этих данных -метаданных.

 

Данные отделены от описаний, но в то же время данные не могут использоваться без обращения к соответствующим описаниям.

Уже из определения базы данных и приведенных ранее основных требований следует, что данные могут использоваться (т.е., представляться) по-разному.

С одной стороны, разные прикладные задачи требуют разных наборов данных, в совокупности обеспечивающих функциональную полноту информации, а с другой - они должны быть различны для различных категорий субъектов (разработчиков или пользователей).

Также должны быть различными и способы описания самих данных, их природы, формы хранения, условий взаимной непротиворечивости.

 

В литературе по базам данных упоминаются три уровня представления данных - концептуальный, внутренний и внешний (рис. 2.).

 



 

Рис. 2. Уровни представления данных

 

Эти уровни представлений введены исходя из различного рассмотрения БД. Например, прикладному программисту требуются не все данные БД, а только некоторая их часть, используемая в его программе. Внешний уровень представления обеспечивает именно эту форму обмена данными.

Внутренний уровень - глобальное представление БД, определяет необходимые условия для организации хранения данных на внешних запоминающих устройствах.

Описание БД на концептуальном уровне представляет собой обобщенный взгляд на данные с позиций предметной области (разработчика приложений, пользователя или внешней информационной системы).

Внешний уровень представления данных не затрагивает физической организации (размещения) данных во внешней памяти, поэтому его называют иногда логическим уровнем. Соответственно внутренний уровень называют физическим уровнем.

 

Лингвистические средства.

Многоуровневое представление БД предполагает соответствующие описания данных на каждом уровне и согласование одних и тех же данных на разных уровнях.

---

 

С этой целью в состав СУБД включаются специальные языки для описания представлений внутреннего и внешнего уровней. Кроме того, СУБД должна включать в себя язык манипулирования данными (ЯМД).

Желательно, также наличие тех или иных дополнительных сервисных средств, например, средств генерации отчетов.

Работа с базами данных предполагает несколько этапов:

     описание БД;

     описание частей БД, необходимых для конкретных приложений (задач, групп задач);

     программирование задач или описание запросов в соответствии с правилами конкретного языка и использованием языковых конструкций для обращения к БД;

     загрузка БД и т. д.

 

Для выражения обобщенного взгляда на данные применяют язык описания данных (ЯОД) внутреннего уровня, включаемый в состав СУБД. (Отсюда следует, что одна и та же БД может описываться по-разному на ЯОД различных СУБД.) Описание представляет собой модель данных и их отношений, т. е. структур, из которых образуется БД.

ЯОД позволяет определять схемы базы данных, характеристики хранимых и виртуальных данных и параметры организации их хранения в памяти, и может включать в себя средства поддержки целостности базы данных, ограничения доступа, секретности.

ЯМД обычно включает в себя средства запросов к базе данных и поддержания базы данных (добавление, удаление, обновление данных, создание и уничтожение БД, изменение определений БД, обеспечение запросов к справочнику БД).

Исторически первым типом структур данных, который был включен в языки программирования, была иерархическая структура. Некоторые ранние СУБД также предполагали использование в качестве основной модели иерархические структуры типа дерева. Основанием для такого выбора было удобство представления (моделирования) естественных иерархических структур данных, существующих, например, в организациях.

В ряде предметных областей структура данных имеет более сложный вид, в котором поддерживаются связи типа «многие к одному», и которые могут быть представлены ориентированным графом. Такие структуры называют сетевыми.

Для управления БД сетевой структуры международной ассоциацией Кодасил была предложена обобщенная архитектура системы с ЯОД схемы (модели БД) и подсхемы (модели части БД для конкретного приложения), а также ЯМД для оперирования с данными БД в прикладных программах.

В настоящее время разработаны десятки языков, основанных на реляционном исчислении, различие которых обусловлено особенностями математических теорий, положенных в основу их построения. Среди этих языков, можно выделить языки, базирующиеся на 

---

Смотрите также файлы

• Какой вид пенсии назначается инвалиду, если у него отсутствует страховой стаж.docx

• Нормативтік сілтемелер.docx

• Конструирование из строительных и дополнительных материалов.doc

• Использование икт на уроках казахского языка.doc

• Технология изготовления центрально сжатой колонны.docx