18593

Системы управления базами данных

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Системы управления базами данных В большинстве автоматизированных информационных систем применяют СУБД поддерживающие реляционные модели данных. Среди общих требований к СУБД можно отметить: 1 обеспечение целостности данных их полноты и достоверности; 2 защита дан

Русский

2013-07-08

37.5 KB

2 чел.

Системы управления базами данных

В большинстве автоматизированных информационных систем применяют СУБД, поддерживающие реляционные модели данных. Среди общих требований к СУБД можно отметить: 1) обеспечение целостности данных (их полноты и достоверности); 2) защита данных от несанкционированного доступа и от искажений вследствие возникающих сбоев аппаратуры; 3) удобство пользовательского интерфейса; 4) в большинстве случаев важна возможность распределенной обработки в сетях ЭВМ.

Первые два требования обеспечиваются ограничением прав доступа, запрещением одновременного использования одних и тех же обрабатываемых данных (при возможности их модификации), введением контрольных точек (checkpoints) для защиты от сбоев и т. п.

Банк данных в САПР является важной обслуживающей подсистемой, он выполняет функции информационного обеспечения и имеет ряд особенностей. В нем хранятся как редко изменяемые данные (архивы, справочные данные, типовые проектные решения), так и сведения о текущем состоянии различных версий выполняемых проектов. Как правило, БнД работает в многопользовательском режиме, с его помощью осуществляется информационный интерфейс (взаимодействие) различных подсистем САПР. Построение БнД САПР - сложная задача, что обусловлено следующими особенностями САПР.

1. Разнообразие проектных данных, фигурирующих в процессах обмена как по своей семантике (многоаспектность), так и по формам представления. В частности, значительна доля графических данных.

  1.  Нередко обмены должны производиться с высокой частотой, что предъявит жесткие требования к быстродействию средств обмена (полагают, что СУБД должна работать со скоростью обработки нескольких тысяч сущностей в секунду).
  2.  В САПР проблема целостности данных оказывается более трудной для решения, чем в большинстве других систем, поскольку проектирование является процессом взаимодействия многих проектировщиков, которые не только считывают данные, но и изменяют их, причем в значительной мере работают параллельно. Из этого факта вытекают следствия: во-первых, итерационный характер проектирования обычно приводит к наличию по каждой части проекта нескольких версий, любая из них может быть принята в дальнейшем в качестве основной, поэтому нужно хранить все версии с возможностью возврата к любой из них; во-вторых, нельзя допускать использования неутвержденных данных, поэтому проектировщики должны иметь свое рабочее пространство в памяти и работать в нем автономно, а моменты внесения изменений в общую базу данных должны быть согласованными и не должны порождать для других пользователей неопределенности данных.
  3.  Транзакции могут быть длительными и трудоемкими. Транзакцией называют последовательность операций по удовлетворению запроса. В САПР внесение изменений в некоторую часть проекта может вызвать довольно длинную и разветвленную сеть изменений в других его частях из-за существенной взаимозависимости компонентов проекта (многошаговость реализации запросов). В частности, транзакции могут включать в себя такие трудоемкие операции, как верификация проектного решения с помощью математического моделирования. В результате транзакции могут длиться даже несколько часов и более. Одна из трудностей заключается в отображении взаимозависимости (ассоциативности) данных. При хранении компонентов проекта во внешней памяти затраты времени на обработку запросов оказываются значительно выше, чем в большинстве других автоматизированных систем с менее выраженными взаимозависимостями данных.
  4.  Иерархическая структура проектных данных и, следовательно, отражение наследования в целях сокращения объема базы данных.

В определенной мере названные особенности учитываются в СУБД третьего поколения, в которых стали применяться черты объектно-ориентированных (объектных) СУБД. В них наборы данных, характеризующих состояние предметной области (состояние проекта в случае САПР), помещаются в отдельные файлы. Интерпретация семантики данных осуществляется с помощью специальных процедур (методов), сопровождающих наборы. Наследование свойств объектов предметной области выражается с помощью введения категорий класса, надкласса, подкласса. Информационные модели приложений для таких СУБД разрабатываются на основе методик типа IDEF IX.

Объектные базы данных выгодны тем, что, во-первых, данные по конкретным объектам проектирования не разбросаны по множеству таблиц, как это имеет место в реляционных базах данных, а сосредоточены в определенных местах. Во-вторых, для каждого объекта могут быть назначены свои типы данных. В результате проще решаются задачи управления и удовлетворения запросов.

Наряду с чисто объектными СУБД, применяют СУБД объектно-реляционные. В последних происходит объединение свойств реляционных и объектно-ориентированных СУБД: объектно-ориентированная СУБД снабжается непроцедурным языком запросов или в реляционную СУБД вводятся наследование свойств и классы. Неггроцедурность входного языка обеспечивается использованием языка SQL. Его операторы непосредственно включаются в программы на языке С. Возможно написание дополнительных программ, интерпретирующих SQL-запросы.

Отличительные особенности СУБД третьего поколения: расширенный набор возможных типов данных (это абстрактные типы, массивы, множества, записи, композиции разных типов, отображение величин со значениями разных типов), открытость (доступность из разных языков программирования, возможность обращения к прикладным системам из СУБД), непроцедурность языка (общепринятым становится язык запросов SQL), управление асинхронными параллельными процессами, состояние которых отражает база данных.

Рассмотренные особенности БнД в САПР позволяют квалифицировать их как системы Data Warehouse (DW), т. е. хранилища данных. Для хранилищ данных характерен ряд особенностей, совпадающих с названными выше особенностями БнД САПР: 1) длительное хранение информации, отражающей историю разработок; 2) частота операций чтения данных выше частоты операций обновления данных; 3) использование единых форматов для однотипных данных, полученных из различных источников (например, от разных программно-методических комплексов).

Эти особенности позволяют управлять конфигурацией проектов, что, в частности, означает хранение в САПР всех версий проекта и, возможно, данных по проектам предыдущих разработок, удовлетворение сложных запросов, для ответа на которые требуются извлечение и обработка данных из различных частей хранилища (так называемая многомерная обработка). Модели данных в DW отличаются от реляционных моделей (RM): в RM использованием нормальных форм стремятся максимальнр уменьшить избыточность данных, что приводит к увеличению числа таблиц, но уменьшенных размеров, при этом многомерный поиск в множестве таблиц затруднен. Поэтому в DW чаще используется модель данных «звезда», в которой имеется общая таблица фактов (Fact Table) и каждому факту ставится в соответствие несколько таблиц с необходимыми атрибутами. Целостность данных в DW обеспечивается проверкой и трансформацией данных, вводимых из внешних источников, наличием дисциплины обновления данных, централизованным хранением основной базы, при этом достаточное быстродействие поддерживается передачей копий определенных частей базы в локальные базы, называемые киосками данных (Data Mart) и ориентированные на отдельные группы пользователей.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6313. Комплексирование в вычислительных системах 66 KB
  Комплексирование в вычислительных системах Для построения вычислительных систем необходимо, чтобы элементы или модули, комплексируемые в систему, были совместимы. Понятие совместимости имеет три аспекта: аппаратурный (технический), программный...
6314. Программная реализация средствами ОС Windows 130.5 KB
  Введение Операции с файлами - это то, что рано или поздно приходится делать практически во всех программах, и всегда это вызывает массу проблем. Должно ли приложение просто открыть файл, считать и закрыть его, или открыть, считать фрагмент в бу...
6315. Экономическая оценка эффективности природоохранных мероприятий 655 KB
  Экономическая оценка эффективности природоохранных мероприятий При экономическом обосновании природоохранных мероприятий экономические результаты сопоставляются с затратами на их осуществление. При необходимости, учитывается фактор времени. Поэтому ...
6316. Основы генетики. Основные положения хромосомной теории наследования 181.5 KB
  Основы генетики. Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Основоположник науки - Грегор Мендель (1822-1884), труд «Опыты над растительными гибридами» (1865 г.). Официальная дата рождения генетики - 1900 г.,...
6317. Основные положения о праве 144.67 KB
  Основные положения о праве. Происхождение, понятие и признаки права. В глубокой древности наиболее сложившейся идеологической силой выступала религия. Особую роль она сыграла в возникновении права у народов, где в производящем хозяйстве домини...
6318. Программное обеспечение персонального компьютера 116.5 KB
  Программное обеспечение персонального компьютера. План. Системное программное обеспечение. базовое ПО операционные системы служебные программы Прикладное программное обеспечение. Инструментальное программное обесп...
6319. Зубчатые передачи 672.36 KB
  Основные понятия о зубчатых передачах Общие сведения В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес (рис. 1, а - в). Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее - колесом....
6320. Мутационная изменчивость 52 KB
  Мутационная изменчивость 1. Наследственная и ненаследственная изменчивость. 2. Классификация мутаций. 3. Геномные мутации. 4. Хромосомные мутации. 1. Наследственная и ненаследственная изменчивость Различают наследственную и ненаследственную изменчив...
6321. Мутационная изменчивость. Генные и хромосомные мутации 46.5 KB
  Мутационная изменчивость 1. Генные мутации. 2. Классификация мутаций. 3. Геномные мутации. 4. Хромосомные мутации. 1. Генные мутации Связаны с изменениями структуры гена. «Сдвиг рамки считывания» - вставка или выпадение перы или нескольких пар нукле...