17469

Структуры баз данных

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лекция №6 Структуры баз данных Рассмотрим вкратце обобщенные логическую и физическую структуры БД. Логическая структура БД Логическая структура рис. 1.19 предполагает следующие уровни рассмотрения БД: база данных database включает одну или несколько подбаз

Русский

2013-07-01

129.5 KB

54 чел.

Лекция  №6  Структуры баз данных

Рассмотрим вкратце обобщенные логическую и физическую структуры БД.

Логическая структура БД

Логическая структура (рис. 1.19) предполагает следующие уровни рассмотрения БД:

база данных (database) — включает одну или несколько подбаз (файлов, таблиц, массивов), каждая из которых состоит из агрегатов данных (записей, документов)— record. Запись идентифицируется внутренним номером.

запись (документ) — совокупность разнотипных и разноструктурных данных, описывающих (относящихся к) объект реального мира, элемент предметной области АИС. Запись состоит из полей (field);

поле — именованный элементарный или составной фрагмент записи (документа), содержащий информацию об определенном аспекте (аспектах) элемента (элементов) предметной области.

Возможны следующие структуры полей (рис. 1.19, табл. 1.14.):

элементарные — имеют фиксированную или ограниченную длину и не содержат входящих в них структур данных;

составные (групповые) — образуются как агрегаты элементарных и также имеют фиксированную и ограниченную длину (реже — переменную или неопределенную, что связано с количеством вхождений элемента в агрегат);

текстовые — поля переменной (неопределенной) длины и сложной внутренней структуры (обычно это иерархическая последовательность типа РАЗДЕЛ — ПОДРАЗДЕЛ — ПРЕДЛОЖЕНИЕ - СЛОВО);

бинарные — данные, интерпретируемые как поля, однако обычно физически не входящие в состав записей БД. Необходимо отметить, что поля данного типа (BLOBBinary Large Object) фактически являются данными, до обработки которых рассматриваемая конкретная СУБД еще «не доросла» и поэтому работа с ними возлагается на пользователя (прикладные программы). В частности, в системах Foxpro и Clipper большие текстовые (так называемых MEMO) поля также не обрабатываются системой и фактически оказываются в статусе BLOB.

Физическая структура БД

Данный тип структуры в общем случае имеет вид, приведенный на рис. 1.20, и включает следующие компоненты:

файл (файлы) исходных (первичных) данных (текстов, бинарных данных) — содержит собственно объекты, подлежащие поиску, обработке и пр.;

файл (файлы) вторичной (справочной) информации (регистрационные карты, библиографические реестры и пр.) — содержит описания исходных элементов (объектов). Важным видом справочных файлов являются классификаторы, кодификаторы, тезаурусы, обеспечивающие полноту и компактность представления информации в БД;

индекс — файл (файлы), связывающий адрес (номер) объекта с его содержанием (значением атрибута объекта), обычно состоит из инверсного списка и частотного словаря, который облегчает составление запросов на поиск и повышает обозримость БД;

словарь данных — файл, содержащий составленное с необходимой степенью подробности описание состава БД, документов, записей, агрегатов данных, их имена, типы и структуры, способы интерпретации и обработки.

Изменение содержания БД может осуществляться как в режиме много пользователя (диалоговый ввод или коррекция записи документов по полям) — обычный для СУБД и редкий для АИПC, так и в режиме администратора БД (обычный для АИПС и редкий для СУБД), при этом происходит массовый ввод или загрузка записей/документов.

При любом виде добавления документа/записи для каждого поля осуществляется анализ, обработка и согласованное помещение документа и его фрагментов в соответствующие физические файлы БД. В конкретных случаях

возможна неполная комплектность приведенной физической схемы:

• в фактографических (табличных) БД вторичный файл может являться основным накопителем информации, а текстовые и бинарные данные — фигурировать в качестве необязательного приложения;

в справочно-библиографических БД текстовые данные могут находиться во вторичном файле, а первичный — отсутствовать;

в БД с полнотекстовым поиском может отсутствовать вторичный файл, а индексирование (построение частотных словарей и инверсных списков)  проводится по первичному файлу (страницы или абзацы полных текстов);

может  отсутствовать  частотный словарь или инверсный список.

Надо отметить также вариативность физической реализации и взаимосвязи лингвистического и информационного обеспечения АИС:

словарь данных может физически входить в информационные файлы (первичный или вторичный);

классификаторы, кодификаторы, тезаурусы могут быть оформлены как физическими файлами (файлами ОС), так и входить в состав БД в виде отдельных таблиц (файлов БД, массивов и пр.) на логическом уровне и т. п.

Организационное обеспечение и пользователи АИС

В состав организационного обеспечения АИС принято включать структурные подразделения организации, осуществляющие управление технологическими процессами и поддержку работоспособности системы, а также совокупность документации, на основании которой обслуживающий персонал, разработчики и пользователи осуществляют эксплуатацию и развитие системы.

В состав пользователей АИС в общем случае входят следующие группы лиц, контактирующие с системой:

• администратор БД (АБД): лицо или группа, отвечающая за сопровождение данных, назначение уровней доступа, включение/исключение пользователей. Обычно АБД участвует в проектировании и определении структуры БД;

прочие пользователи (не обладающие привилегиями доступа к данным), в том числе:

операторы подготовки данных (ОПД) — персонал, осуществляющий ввод данных с рабочих листов или документов на основе соответствующих инструкций в среде специальных программных интерфейсов;

интерактивные пользователи (ИП) — лица, имеющие доступ на ввод, коррекцию, обновление, уничтожение и чтение данных в рамках, как правило, ограниченной области БД;

конечные пользователи (КП) — лица, использующие БД для получения справок и решения задач.

Иногда в круг пользователей БД включают также разработчиков приложений (программ, обращающихся к БД через ядро СУБД), и написанных на языках прикладного программирования.

Работа пользователей с БД тесно связана с операциями определения (описания) (в основном АБД) и манипулирования данными (в основном прочие пользователи), которым соответствуют языковые средства описания — словари данных и таблицы определения полей и файлов, и манипулирования данными — языки запросов и программирования информационных систем.

Существует альтернативная точка зрения, суть которой состоит в том, что пользователь рассматривается как компонента информационной системы, находящаяся «внутри» нее. Однако очевидно, что человек никогда не станет придатком машин (пусть и самых «умных») и не будет реально входить в состав каких-либо систем в качестве «винтика».

Правовое обеспечение информационных систем

Внедрение автоматизированных систем различного назначения и определенной степени воздействует на виды, формы и характер функциональных взаимоотношений между существующими структурными подразделениями, поэтому четкая правовая регламентация прав, обязанностей и ответственности пользователей при автоматизации определенных видов работ является одним из самых сложных, ответственных и обязательных условий, которые необходимо учитывать при проектировании, использовании и развитии новых методов обработки информации. Структура правового обеспечения информационной системы дана в табл. 1.15.

Таблица 1.15. Правовое обеспечение информационной системы

Разработка проекта

Функционирование системы

Приказы руководящего органа о начале работ по созданию и организации информационной службы

Положение о службах, обеспечивающих функционирование автоматизированных систем

Общеотраслевые нормативные акты, регламентирующие отношения разработчика и заказчика

Должностные инструкции

Государственные и отраслевые стандарты на разработку информационного обеспечения

Нормативные акты о порядке создания и использования информации

Государственные стандарты на разработку проектной документации

Нормативные акты, регламентирующие технологический процесс автоматизированной обработки информации

Нормативные акты на получение и использование комплекса технических средств

Правовое положение отдельных видов автоматизированных систем управления и проектирования

Правовое положение службы АСУ ИПК

Нормативные акты на использование вычислительной техники

Стабильность данных, содержащихся в нормативной документации, относительна, т. е. практически все данные с разной периодичностью корректируются, уточняются и обновляются. Важным аспектом правового обеспечения АИС является проблема правового обеспечения защиты информации.

Контрольные вопросы

  1.  В чем различие информационных технологий, систем и ресурсов?
  2.  Какие классы информационных технологий Вам известны? Приведите примеры.
  3.  Назовите основные основания для классификации АИС, приведите примеры.
  4.  Назовите основные классы информационных ресурсов.
  5.  Что такое службы-генераторы БД? Приведите примеры.
  6.  Что такое онлайновые службы? Приведите примеры.
  7.  Какие типы информации распространяются онлайновыми службами?
  8.  Что такое форматная база?
  9.  Приведите примеры различных типов, форматов и структур данных.
  10.  Что такое коммуникативные форматы? Определите основные проблемы построения коммуникативных форматов.
  11.  Что такое идентификация данных и локализация- описаний данных?
  12.  Назовите основные типы файлов.
  13.  Какие типы разметки текстовых файлов Вам известны?
  14.  Что входит в состав лексической (словарной) базы?
  15.  Каковы основные отличия тезаурусов от классификаторов и кодификаторов?
  16.  Перечислите основные типы информационных языков.
  17.  Какова структура дескрипторной статьи тезауруса?
  18.  Что такое организационное обеспечение АИС, и из каких компонентов оно состоит?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33356. Открытые системы и их взаимодействие. Эталонная модель взаимодействия открытых систем. Основные понятия и определения 27.2 KB
  Прикладной процесс Системы А сообщается с Уровнем 7 Системы А верхний уровень который сообщается с Уровнем 6 Системы А который в свою очередь сообщается с Уровнем 5 Системы А и так далее до Уровня 1 Системы А. После того как информация проходит через физическую среду и принимается Системой В она поднимается через слои Системы В в обратном порядке сначала Уровень 1 затем Уровень 2 и т. пока она наконец не достигнет прикладного процесса Системы В.
33357. Характеристика уровней эталонной модели (назначение, основные функции) 14.34 KB
  Описание уровней эталонной модели OSI Каждый уровень имеет заранее заданный набор функций которые он должен выполнить для проведения связи. Прикладной уровень уровень 7 это самый близкий к пользователю уровень OSI. Прикладной уровень идентифицирует и устанавливает наличие предполагаемых партнеров для связи синхронизирует совместно работающие прикладные процессы а также устанавливает и согласовывает процедуры устранения ошибок и управления целостностью информации. Прикладной уровень также определяет имеется ли в наличии достаточно...
33358. Принципы построения систем и сетей связи на основе эталонной модели 27.29 KB
  Пример представления процесса связи на основе уровней OSI Прикладной процесс Системы А сообщается с Уровнем 7 Системы А верхний уровень который сообщается с Уровнем 6 Системы А который в свою очередь сообщается с Уровнем 5 Системы А и так далее до Уровня 1 Системы А. После того как информация проходит через физическую среду и принимается Системой В она поднимается через слои Системы В в обратном порядке сначала Уровень 1 затем Уровень 2 и т. пока она наконец не достигнет прикладного процесса Системы В. Каждый из уровней сообщается...
33359. Универсальный асинхронный приёмо-передатчик КР1816ВУ51 32 KB
  Через универсальный асинхронный приёмопередатчик УАПП осуществляется прием и передача информации представленной последовательным кодом младшими битами вперёд в полном дуплексном режиме обмена. В этом режиме информация 8бит передаётся и принимается через внешний вывод входа приёмника RXD. Через TXD выдаются импульсы сдвига синхронизации которые сопровождают каждый бит. За один машинный цикл передаётся один бит информации.
33360. Система прерываний КР1816ВУ51 48 KB
  Система развивается с появлением новых типов микроконтроллеров этой серии число источников прерываний постоянно увеличивается и достигло в некоторых пятнадцати. Рассмотрим систему прерываний МК51. Из пяти источников прерываний внешними являются входы INT0 и INT1 а внутренними – два счетчика таймера и последовательный порт.
33361. Система команд КР1816ВУ51 33 KB
  Всего в системе команд семейства MК51 можно выделить 5 групп: команды арифметических операций команды логических операций команды пересылки данных команды операций с битами и команды передачи управления. Команды операций с битами Эти команды устанавливают в 1 SETB или 0 CLR прямоадресуемый бит внутренней памяти данных изменяют его значение на противоположное CLR выполняют операции ND и OR над флагом переноса С и прямоадресуемым битом ND и ORL осуществляют пересылку значения между флагом С и прямоадресуемым битом MOV...
33362. Типовая схема СУ на базе КР1816ВУ51 27 KB
  В случае если производительность процессора микроконтроллера достаточна для решения поставленной задачи эту проблему можно решить организацией системы шин к которым и подключаются все необходимые устройства. Кроме достаточной производительности микроконтроллер должен иметь возможность подключения внешней памяти данных. Микроконтроллер МК51 обладает такой возможностью.
33363. Состав и назначение элементов процессорного ядра, характеристика ОМК АТ90S8515 31 KB
  Организация памяти микроконтроллера Память микроконтроллеров VR семейства Clssic выполнена по Гарвардской архитектуре в которой разделены не только адресные пространства памяти программ и памяти данных но также и шины доступа к ним. В связи с тем что регистровая память находится в адресном пространстве ОЗУ об этих двух областях памяти обычно говорят как об одной. 6 регистров общего назначения R26 R31 X Y Z используется в качестве указателей при косвенной адресации памяти данных. Каждый регистр файла имеет свой собственный адрес в...
33364. Структура памяти ОМК АТ90S8515 30.5 KB
  Причем память данных состоит из трех областей: регистровая память статическое ОЗУ и память на основе EEPROM. В связи с тем что регистровая память находится в адресном пространстве ОЗУ об этих двух областях памяти обычно говорят как об одной. Память программ Память программ ёмкостью 4 К 16разрядных слов предназначена для хранения команд управляющих функционированием микроконтроллера.