Опубликован: 29.05.2012 | Уровень: для всех | Доступ: свободно
Лекция 3:
Классификация БД и СУБД
Аннотация: В лекции рассматриваются вопросы классификации БД и СУБД. Даются понятия централизованных и распределенных баз данных. Описываются функции и функциональные возможности СУБД.
Ключевые слова: БД, СУБД, Разделенные множества, ПО, базы данных, файл-сервер, сервер, архитектура, производительность, архитектура клиент-сервер, запрос, поиск, извлечение данных, база данных, место, вычислительная система, доступ, администратор БД, файл, программные средства, транслятор, Pascal, object pascal, Visual Basic, декларативный язык, запрос SQL, критерии поиска, SQL, исчисление кортежей, кортеж, application, языками запросов, example, QBE, исчисление доменов, запись, интерфейс, экранная форма, меню, очередь, приложение, функции субд, устройство внешней памяти, буферизация, операционная система, Unix, транзакция, целостность, операции, объединение, многопользовательские СУБД, целостное состояние, активный пользователь, представление, надежность, завершение работы, журнал изменений, Write, log, внешняя память, объект, откат, DML, data manipulation language, логическая структура, язык запросов sql, query language, ограничение целостности, контроль целостности, компилятор, операторы, таблица, базовые таблицы, авторизация доступа, операторы SQL, пользователь, контроль, система общего назначения, информация, безопасность, память, управление данными, управление транзакциями, журнализация, поддержка
Цель лекции: Ознакомиться с комплексом основных понятий классификации БД и СУБД. Ознакомиться с функциями и функциональными возможностями СУБД.
Классификация - разделение множества на подмножества по неформально предложенному признаку. В силу многогранности баз данных и СУБД (комплекса технических и программных средств, для хранения, поиска, защиты и использования данных) имеется множество классификационных признаков. Классификация БД по основным признакам приведена на рис. 2.1.
Базы данных могут классифицироваться и с точки зрения экономической: по условиям предоставления услуг - бесплатные и платные (бесприбыльные, коммерческие); по форме собственности - государственные, негосударственные; по степени доступности - общедоступные, с ограниченным кругом пользователей.
Классификация баз данных
В мире существует множество СУБД. Несмотря на их различие, все они опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий.
СУБД носит централизованный характер. Что предполагает необходимость существования некоторого лица (группы лиц), на которое возлагаются функции администрирования данными, хранимыми в базе.
По технологии обработки данных БД делятся на централизованные БД и распределённые БД.
Централизованная БД хранится в памяти одной вычислительной системы (применяется в локальных сетях ПК).
Централизованные БД могут быть с сетевым доступом.
Архитектуры систем централизованных БД с сетевым доступом подразделяются на файл-сервер и клиент-сервер.
Архитектура систем БД с сетевым доступом (Файл-сервер) как показано на рис. 2.2 предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На ней хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети являются рабочими станциями. Файлы БД в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность системы падает.
В архитектуре Клиент-сервер ( рис. 2.3) подразумевается, что помимо хранения централизованной БД центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объёма обработки данных. Запрос на данные клиента, порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлечённые данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту.
Пример БД - деловой ежедневник, в котором каждому календарному дню выделено по странице. Даже в отсутствии там записей, он не перестаёт быть ежедневником, т.к. имеет структуру, отличающую его от записных книжек, рабочих тетрадей и т.п. Другие примеры БД: база данных больных в поликлинике, БД по видеофильмам (видеотека), БД по сотрудникам организации (Ф.И.О., пол, дата рождения, место жительство, телефон, состав семьи и т.д.).
Распределённая БД состоит из нескольких частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети (работа с такой БД происходит с помощью СУБД).
По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным и удаленным доступом.
БД с локальным доступом называется, если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределённый доступ к такой базе. Такой способ использования БД часто применяют в локальных сетях ПК.
БД с удалённым (сетевым) доступом называется когда, части БД могут пересекаться или даже дублироваться, но хранятся в различных ЭВМ вычислительной сети.
Для работы с созданной БД пользователю или администратору БД следует иметь перечень файлов-таблиц с описанием состава их данных (структуры, схемы). Для этого создается специальный файл, называемый словарем данных (депозитарием, словарем-справочником, энциклопедией). Описание БД относится к метаинформации.
В качестве технических средств могут выступать супер- или персональные компьютеры с соответствующими периферийными устройствами.
Классификация СУБД
Система управления базами данных (СУБД) - это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.
Системы управления базами данных следует классифицировать отдельно ( рис. 2.4).
Состав СУБД и работа БД
СУБД представляет собой оболочку, с помощью которой при организации структуры таблиц и заполнения их данными получается та или иная база данных. В связи с этим полезно поговорить о системе программно-технических, организационных и "человеческих" составляющих ( рис. 2.5). Программные средства включают систему управления, обеспечивающую ввод-вывод, обработку и хранение информации, создание, модификацию и тестирование БД, трансляторы.
Базовыми внутренними языками программирования являются языки четвертого поколения. В качестве базовых языков могут использоваться C, C++, Pascal, Object Pascal. Язык C++ позволяет строить программы на языке Visual Basic с широким спектром возможностей, более близком и понятном даже пользователю-непрофессионалу, и на непроцедурном (декларативном) языке структурированных запросов SQL. Следует отметить, что исторически для системы управления базой данных сложились три языка:
- язык описания данных (ЯОД), называемый также языком описания схем, - для построения структуры ("шапки") таблиц БД;
- язык манипулирования данными (ЯМД) - для заполнения БД данными и операций обновления (запись, удаление, модификация);
- язык запросов - язык поиска наборов величин в файле в соответствии с заданной совокупностью критериев поиска и выдачи затребованных данных без изменения содержимого файлов и БД (язык преобразования критериев в систему команд).
В настоящее время функции всех трех языков выполняет язык SQL, относящийся к классу языков, базирующихся на исчислении кортежей (кортеж чаще всего является единицей информации), языки СУБД FoxPro, Visual Basic for Application (СУБД Access) и т.д.
Вместе с тем сохранились и языки запросов, например язык запросов по примеру Query By Example (QBE) класса исчисления доменов. Отметим, что эти языки в качестве "информационной единицы" БД используют отдельную запись. С помощью языков БД создаются приложения, базы данных и интерфейс пользователя, включающий экранные формы, меню, отчеты. При создании БД на базе СУБД FoxPro эти элементы (объекты) фиксируются в отдельных файлах, которые, в свою очередь, сосредоточиваются в одном файле, называемом проектом. После отработки БД проект преобразуется в приложение. В СУБД Access все созданные объекты размещаются в одном файле.
