23591

Назначение и принципы организации Субд на ПЭВМ

Доклад

Иностранные языки, филология и лингвистика

Назначение и принципы организации Субд на ПЭВМ СУБД состоит из совокупности взаимосвязанных данных и набора программ обеспечивающих доступ к данным и манипуляцию ими. Совокупность взаимосвязанных данных принято называть БД. Концептуальный уровень содержит описание данных хранящихся в БД и отношений между ними. Модель данных представляет собой набор концептуальных инструментов для описания данных отношений между ними семантики данных и ограничений их целостности consistency constraints.

Русский

2013-08-05

19.5 KB

1 чел.

2. Назначение и принципы организации Субд на ПЭВМ

СУБД состоит из совокупности взаимосвязанных данных и набора программ, обеспечивающих доступ к данным и манипуляцию ими.  Совокупность взаимосвязанных данных принято называть БД. [Henry F. Korth]

Более узкое определение СУБД - набор компьютерных программ, предназначенных для создания, поддержки, и использования БД

СУБД обеспечивает доступ к данным в процессе диалога с пользователем, отвечая на его вопросы (запросы).

Выделяется три уровня абстракции, на которых можно просмотреть данные.

 Физический уровень - уровень минимальной абстракции; на нем хранятся физические данные.

Концептуальный уровень содержит описание данных, хранящихся в БД и отношений между ними. Он описывает всю БД в целом, используя несколько относительно простых структур - концептуальных схем; предназначен для администратора БД.

 

Уровень представления - уровень максимальной абстракции; предназначен для основной массы пользователей БД.  В одной БД может одновременно существовать несколько уровней представления.

 

Модель данных представляет собой набор концептуальных инструментов для описания данных, отношений между ними, семантики данных и ограничений их целостности (consistency constraints).

Выделяют три класса моделей:

 логические модели, опирающиеся на понятие объекта (object-based logical models);

 логические модели, опирающиеся на понятие записи; (record-based logical models);

 физические модели данных (physical data models).

Объектные логические модели.

Объектные логические модели описывают данные на концептуальном уровне и уровне представления. Они позволяют определять структуру и ограничения целостности. На сегодняшний день существует свыше 30 моделей этого класса. Из них самые известные:

модель сущность-связь;

бинарная модель;

семантическая модель данных;

инфологическая модель.

Модель сущность-связь - основной представитель класса объектных моделей. Она считается наиболее адекватной для архитектуры БД и наиболее распространенной.

В основе модели сущность-связь лежит представление о реальном мире как о совокупности основных объектов, называемых сущностями и связей между ними.

Под сущностью понимают любой реально существующий объект, отличный от других объектов. Чтобы отличить один объект от другого, каждому из них  приписывается набор атрибутов, описывающих данный объект.

Связь - это соединение между несколькими сущностями.  Для того, чтобы различать сущности и связи, каждому набору сущностей приписывается первичный ключ.

Первичный ключ - это один или несколько атрибутов, позволяющих однозначно идентифицировать  сущность в наборе сущностей.

БД, удовлетворяющая диаграмме сущность-связь, может быть представлена в виде набора таблиц.  Для каждого набора сущностей, как и для каждого набора отношений,  создается отдельная таблица, которой присваивается имя соответствующего набора. В свою очередь, каждая таблица состоит из столбцов, каждый из которых имеет свое название.

Логические модели, опирающиеся на понятие записи.

Логические модели, опирающиеся на понятие записи, как и объектные логические модели, описывают данные на концептуальном уровне и уровне представления, но, в отличие от последних, эти модели определяют не только архитектуру  БД, но и дают  общее описание ее реализации.  Однако модели этого класса уже не позволяют вводить ограничения на содержимое БД, как это делают объектные логические модели.

Самые распространенные модели:

реляционная

сетевая

иерархическая.

Реляционная модель была предложена в 1970 году Е.Ф. Коддом и на сегодняшний день является признанным лидером среди моделей своего класса. Она основана на математическом понятии отношения.

Согласно реляционной модели, общая структура данных (отношение) может быть представлена в виде таблицы, в которой каждая строка значений (кортеж) соответствует логической записи, а заголовки столбцов являются названиями полей (элементов) в записях. Таким образом, данные и отношения между ними в реляционной модели представлены в виде набора таблиц, аналогичным по своей структуре таблицам модели сущность-связь.

Примеры реляционных БД: dBASE IY, FoxPro, Paradox.

Наиболее уязвимой частью реляционной модели являются проблемы целостности. Для их разрешения приняты ограничения, соответствующие строгой реляционной модели.  До сих пор не удавалось создать СУБД полностью реляционную СУБД. Можно говорить лишь о большей или меньшей степени реляционности в отношении коммерческих СУБД. Однако для того чтобы называться реляционной СУБД должна обязательно отвечать следующим условиям:

данные в ней должны храниться в таблицах;

указатели и связи не должны быть видны пользователю;

язык запросов должен быть реляционно полным.

Сетевая модель появилась в конце 1960-х гг. Она более привязана к реализации БД, чем реляционная модель.

Сетевая БД состоит из набора записей, соединенных друг с другом при помощи ссылок (links), которые могут быть видны пользователю как указатели (pointers). Ссылка соединяет ровно две записи. Записи организованы в виде произвольного графа (arbitrary graph).

Иерархическая модель представляет собой разновидность сетевой.

Иерархическая БД, как и сетевая, состоит из совокупности записей, соединенных между собой при помощи ссылок. Каждая запись состоит из набора полей, каждое из которых содержит ровно один параметр данных.

Основное отличие иерархической модели от сетевой заключается в способе организации записей. В иерархической модели записи организованы в виде деревьев, а не произвольных графов, как в сетевой модели. Общая логическая структура иерархической БД описывается при помощи диаграммы структуры дерева (tree- structure diagram), состоящей из записей и ссылок.

Пример иерархической БД: ACCESS.

Физические модели данных.

Физические модели данных используются на уровне минимальной абстракции. Это самый малочисленный класс моделей.  Наиболее известные из них: отождествляющая модель (unifying model) и модель фреймовой памяти (frame memory).

Язык определения данных. 

План БД определяется набором выражений (дефиниций), написанных на специальном языке, который называется язык определения данных (ЯОД) (data definition language).

Результатом компиляции выражений на ЯОД является набор таблиц, хранящийся в специальном файле, который называется словарь данных (data dictionary). В словаре данных хранятся метаданные, то есть данные о данных.

Разновидностью ЯОД является язык хранения и определения данных (data storage and manipulation language), на котором написаны выражения, определяющие методы доступа к данным и способ хранения структуры.

Язык манипуляции данными.

Под манипуляцией данными понимают:

извлечение информации, хранящейся в БД;

добавление новой информации в БД;

   уничтожение хранящейся в БД информации.

Язык манипуляции данными (ЯМД) обеспечивает пользователю доступ и манипуляцию данными. Различают два основных типа ЯМД:

 процедурный, который требует от пользователя указать тип нужных ему данных и способ их получения, то есть содержит процедуры поиска данных;

 непроцедурный, который требует указать только тип данных, не уточняя способ их получения, то есть не включает процедуры поиска.

Часть ЯМД, отвечающая за выборку данных, называется языком запросов. 

Запрос (query) - выражение, задающее поиск данных в СУБД.

Менеджер БД - программный модуль, обеспечивающий интерфейс между данными низкого уровня, хранящимися в БД, прикладными программами и адресованными системе запросами.

Развернутая структура СУБД: СУБД состоит из модулей, каждый из которых выполняет определенную функцию. Некоторые функции СУБД могут выполняться операционной системой. Архитектура СУБД должна обеспечивать интерфейс между СУБД и операционной системой. СУБД состоит из следующих функциональных компонентов:

Менеджер файлов управляет распределением места на диске и структурами данных; обеспечивает взаимодействие между данными низкого уровня, хранящимися в БД, прикладными программами и запросами, адресованными системе.

Процессор запросов переводит выражения на языке запросов в инструкции, понятные менеджеру БД.

Прекомпилятор ЯМД переводит выражения на ЯМД, вложенные в прикладную программу.

Компилятор ЯОД переводит выражения на ЯОД в набор таблиц, содержащих

Структуры данных

Файлы данных содержат собственно данные.

Словарь данных содержит информацию о структуре БД.

Индексы служат для быстрого поиска данных с конкретными значениями (атрибутами).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16208. Ответы по усилителям мощности 39 KB
  Вопросы по усилителям мощности. 24. Каким образом в УМ рабочую точку транзисторов смещают в класс А АВ В Рис. 1 Рис.2 В режиме класса А выбор рабочей точки покоя производится таким образом чтобы входной сигнал полностью помещался на линейном участке выходной ВАХ транзи
16209. Ответы по Усилителям постоянного тока 54.5 KB
  Вопросы по Усилителям постоянного тока 1.Какова максимально достижимая величина коэффициента усиления по напряжению у дифференциального усилителя Если дифференциальный усилитель рассматривается как два каскада выполненных по схеме с общим эмиттером то для каждог...
16210. Векторы и матрицы 68.81 KB
  ОТЧЕТ по лабораторной работе №2 по дисциплине Программирование на тему Векторы и матрицы Вариант 24 1 Постановка задачи В массиве An наименьший элемент поместить на первое место наименьший из оставшихся на последнее место следующий по величине на второе м
16211. Линейный поиск 72.96 KB
  ОТЧЕТ по лабораторной работе №3 по дисциплине Программирование на тему Линейный поиск Вариант 24 1 Постановка задачи В массиве Zn найти наиболее длинную цепочку стоящих подряд попарно различных элементов. ...
16212. Арифметика 70.04 KB
  ОТЧЕТ по лабораторной работе №4 по дисциплине Программирование на тему Арифметика Вариант 24 1 Постановка задачи Найти первые m более чем 2разрядных чиселпалиндромов то есть чисел десятичная запись которых читается одинаково в прямом и обратном направлениях...
16213. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДУЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ 80.5 KB
  Лабораторная работа №1 Принципы построения модульной программы Цель лабораторной работы: изучить возможность создания Unit в Delphi. Постановка задачи: Разработать программу состоящую из главной формы и отдельного Unit. Unit должен содержать набор процедур и функций для
16214. СОЗДАНИЕ ПРОСТЕЙШЕЙ ПРОГРАММЫ, ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИЮ ООП 89 KB
  Лабораторная работа №2 Создание простейшей программы поддерживающей технологию ООП Цель лабораторной работы: изучить принципы построения классов. Постановка задачи: Разработать класс вычисления определенного интеграла четырьмя методами левых правых средни...
16215. СЕКЦИИ ДОСТУПА, СВОЙСТВА, РАБОТА С НЕСКОЛЬКИМИ ОБЪЕКТАМИ КЛАССА 107 KB
  Лабораторная работа №3 Секции доступа свойства работа с несколькими объектами класса Цель лабораторной работы: изучить принципы реализации инкапсуляции. Постановка задачи: На примере класса вычисления определенного интеграла разработать свойства доступа к за
16216. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРИНЦИПОВ ПОЛИМОРФИЗМА 109 KB
  Лабораторная работа №4 Реализация принципов полиморфизма Цель лабораторной работы: изучить правила создания дочерних классов. Постановка задачи: Разработать дочерний класс вычисления определенного интеграла с различными подынтегральными функциями. Реализоват...