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

77295. Конструктор специализированных систем визуализации 1.13 MB
  Статья посвящена разрабатываемой авторами системы научной визуализации. Схема процесса визуализации Средства научной визуализации разделяются на три класса: Универсальные системы которые включают широкий набор алгоритмов построения различных типовых представлений. Например это известные системы PrView и VS. Универсальноспециализированные системы ориентированные на визуализацию объектов определенного типа.
77296. ОПЫТ РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ НАУЧНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ 3.19 MB
  Универсальные и специализированные системы визуализации. Примеры специализированных систем научной визуализации. Система визуализации модели анализа загрязнения окружающей среды
77297. ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ФАКТОРА ПРИСУТСТВИЯ В СРЕДАХ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 719 KB
  Присутствие является одним из основных факторов при изучении и проектировании сред виртуальной реальности. Дело в том что полноценное присутствие переживаемое как ощущение своего пребывания там в созданной компьютером реальности кажется очень похожим на измененное состояние сознания ИСС. Данная система на базе среды виртуальной реальности была создана в Джорджийском Технологическом Институте Атланта США с целью изучения социального поведения горилл с помощью моделирования их поведения участниками экспериментов...
77298. ПСИХОЛОГИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ РАЗРАБОТКИ МАССОВЫХ И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ 39 KB
  Теория деятельности связана прежде всего с именами Леонтьева и Рубинштейна. При анализе деятельности предшествующем проектированию интерфейса необходимы выявление целей деятельности способов достижения той или иной цели установление уровня понимания этой цели работником определение его мотивов. Согласно теории деятельности устанавливается иерархия: деятельность осознанные действия операции. Деятельностный подход к проектированию человеко-компьютерного взаимодействия предполагает анализ поставленной задачи и описание деятельности...
77299. К поиску психологических оснований изучения человеко-компьютерного взаимодействия 25 KB
  Рассмотрим в качестве примера проблемы возникающие в связи с использованием средств виртуальной реальности для создания специализированных систем научной визуализации. Зачастую понятие виртуальной реальности в СМИ и даже частично в научной литературе используется в смысле любого порождения современных компьютерных программ – игр интернета и пр. Наиболее изученным является применение виртуальной реальности в обучающих целях когда среда виртуальной реальности используется в качестве тренажера на котором отрабатываются необходимые в...
77300. Некоторые методы многомерной визуализации 835.5 KB
  Однако если результат есть многомерное множество то в настоящее время нет ответа на вопрос как в общем случае получать визуальное представление множества для понимания его структуры. Как правило в каждой конкретной задаче исследователя интересует вполне конкретная информация о структуре численно полученного им множества M. С другой стороны исследователь часто знает априорные данные о строении множества. Поэтому есть надежда что можно разработать конкретный метод представления многомерного множества с помощью которого исследователь был бы...
77301. О Создании Методов Многомерной Визуализации 622 KB
  Перевалов Институт Математики и Механики УрО РАН Екатеринбург АННОТАЦИЯ Работа посвящена теории и практике многомерной визуализации. Разработана классификация методов визуальных представлений изложены принципы создания сложных систем многомерной визуализации. Большое внимание уделено проблемам и рекомендациям по взаимодействию разработчика системы визуализации и конечным пользователем системы.
77303. RESEARCH OF VIRTUAL REALITY USERS 17.5 KB
  The min fctor distinguishing virtul relity from trditionl threedimensionl computer grphics is the stte of presence. First of ll there re questions bout the impct of presence on mentl ctivity. Will presence distrct the user from the ctul tsk We lso need to know if the presence could be chieved t ll when working with bstrct dt. Will the user be ble to interct with the environment.