Базы данных. (5-й семестр вмк)

Скачать 0.73 Mb.

Название	Базы данных. (5-й семестр вмк)
страница	1/6
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6

Самитов Р.К.

БАЗЫ ДАННЫХ. (5-й семестр ВМК)

Информационные системы, базы данных и системы управления базами данных.

Информационная система (ИС):

предназначена для сбора, хранения и обработки информации;
ориентирована на конечного пользователя - непрограммиста.

Конкретная ИС всегда связана с конкретной областью применения - предметной областью:

данные - информация этой области применения;
процессы (действия над данными) - задачи этой предметной области;
конечные пользователи - специалисты этой области (бухгалтера, библиотечные работники...).

Информационные системы подразделяются на персональные (однопользовательские), групповые и корпоративные. Персональные ИС ориентированы на раздельное использование индивидуальными конечными пользователями. Групповые - на коллективное использование членами рабочей группы, одновременно решающими взаимосвязанные задачи на общей базе данных. Корпоративные ИС ориентированы на масштаб предприятия, могут поддерживать согласованную работу территориально распределенных подразделений предприятия. Групповые и корпоративные ИС предполагают связывание рабочих станций (персональных компьютеров, терминалов...) в вычислительную сеть.

База данных (БД): набор взаимосвязанных файлов данных, предназначенных для решения набора взаимосвязанных задач предметной области.

Обычно ИС имеет дело с большим количеством данных, которые в предметной области с точки зрения ее специалистов сильно взаимосвязаны. По языку Паскаль мы знаем, что данные полезно группировать (в записи, массивы, файлы...), таким способом часть содержательной информации о взаимосвязи данных запоминается в (формальном!!!) описании структуры данных. Однако остаются взаимосвязи и между данными разных файлов, поэтому нужны более мощные средства их описания и использования - языки описания баз данных (DDL) и манипулирования данными (DML).

При одновременном решении взаимосвязанных задач на общей базе данных вполне могут возникать конфликтные ситуации, поэтому нужны средства управления доступом к данным (DCL).

Система управления базами данных (СУБД) - программный комплекс, предназначенный для обработки баз данных; независимый от предметной области, т.е. это программное обеспечение (ПО) общего назначения.

СУБД (в широком смысле) содержит:

программный процессор баз данных (СУБД в узком смысле) - системное ядро, непосредственно реализующее операции с БД;
средства разработки информационных систем;
средства администрирования базы данных.

Назначение и состав СУБД - системного ядра:

ПО управления

процессами

(DML,DCL)

СУБД позволяет обеспечить независимость программ от данных - изменение структуры данных и способа их физического представления (в определенных пределах) не влечет необходимости внесения изменений в прикладные (связанные с предметной областью) программы.

Такая возможность имеет принципиальное практическое значение. Информационные системы развиваются в своем длительном жизненном цикле - усложняются функции ИС и появляются новые функции. Все это неминуемо влечет изменения в структуре БД - появляются новые файлы и новые поля в старых файлах, может измениться тип некоторых полей. Отметим, что программа, написанная на (чистом) языке Паскаль, будет некорректно работать с файлом, даже если изменения произошли только в тех полях, с которыми она непосредственно не работает, - как минимум потребуется изменить описание файла и перетранслировать программу.

Возможность обеспечить независимость по данным открывается благодаря тому, что:

СУБД имеет информацию о структуре данных (из описания на DDL);
операторы DML - языка, на котором пишутся прикладные программы, выполняет СУБД.

Технология обеспечения независимости по данным основана на концепции 3-х уровневого представления базы данных (ANSI/SPARC-1975):

логический (средний) уровень: концептуальное представление базы данных (концептуальная схема БД) - описание структуры БД предметной области в целом, но без деталей физической структуры хранения;
физический (нижний) уровень: внутреннее представление базы данных (внутренняя схема БД) - описание структуры хранения БД, включая методы доступа;
пользовательский (верхний) уровень: внешние представления базы данных (внешние схемы, подсхемы) - описания структуры фрагментов БД, локальные для различных подсистем ИС и прикладных процессов этих подсистем; прикладные программы информационной системы используют только соответствующие внешние представления БД.

Внешнее представление

Внешнее представление

Концептуальное представление

Внутреннее представление

Хранимая база данных

Конечные пользователи

В рамках этой концепции различаются:

физическая независимость - в пределах заданного концептуального представления можно вносить изменения во внутреннее представление БД с целью повысить эффективность работы системы в целом;
логическая независимость - можно пополнять и вносить изменения в концептуальное представление БД, при этом эти изменения не затронут одних внешних представлений, другие достаточно будет только переопределить; все эти изменения не испортят работу прикладных программ ИС, которые манипулируют данными в не изменившихся внешних представлениях.

Пользователи информационных систем и, в общем случае, прикладных систем (Application):

конечные пользователи - специалисты предметных областей, использующие ИС для решения своих задач; в частности программисты, когда они выступают в роли пользователей систем разработки программного обеспечения;
прикладные программисты и аналитики - проводят настройку режимов работы ИС и прав доступа пользователей, определяют внешние представления БД и разрабатывают прикладные программы, расширяющие функциональное наполнение ИС;
системные программисты и администраторы - проводят конфигурирование системной среды, в которой работает ИС, в частности - определяют объемы и размещение доступных ИС ресурсов памяти; настраивают внутреннее представление БД для более эффективной работы комплекса в целом...

Архитектура программных систем обработки баз данных (DataBase Applications).

Системное программное обеспечение (СПО) доступа к БД:

даже в случае обычной программы ее частью является некое СПО, обеспечивающее работу с физическим устройством, на котором хранятся внешние данные;
в более общем случае – Run-Time ядро СУБД.

Две причины усложнения СПО доступа к БД:

Многопользовательское предназначение данных. Много пользователей решают много задач. А много задач на сети требуют одновременного доступа к данным на общей БД.

Отсюда возникают задачи синхронизации и прав доступа, повышения скорости доступа и повышения гарантий сохранности БД. Централизация механизмов решения этих задач позволяет локализовать ответственность за решение этих задач, а в итоге повысить надежность приемлемого их решения.

Гетерогенность. По происхождению – данные могут поступать из разных источников. Различные программы, с помощью которых эти данные готовили, могли использовать свои различные способы представления.

Отсюда возникает задача преобразования между способами представления. Даже если конкретная система предназначена для работы с БД фиксированного формата, у разработчиков могут быть основания застраховаться – при необходимости сменить базовый формат представления... желательно без излишних трудоемких хлопот...

В простых ситуациях «Программа в целом» может иметь вид цельного загрузочного модуля (.EXE), СПО доступа к БД включено в состав этого загрузочного модуля.

В более сложных случаях «Программа в целом» кроме основного загрузочного модуля может иметь дополнительные компоненты, прежде всего стандартные модули (типа DLL-библиотек) – реализующие именно средства доступа к БД. В определенном смысле, эта ситуация мало отличается от предыдущей, поскольку DLL-библиотека определенном смысле действительно является специально препарированной библиотекой описаний процедур, которые могут быть вызваны загрузочным модулем.

Однако по выше рассмотренным причинам могут быть основания не просто сгруппировать СПО доступа к БД в физически отдельные компоненты (типа DLL-библиотек), а пойти дальше - функционально централизовать доступ к БД (и даже к нескольким БД) от различных пользователей (и даже от различных программных систем).

Для такой организации программных систем сегодня существуют стандартизованные технологии и стандартизованные программные компоненты.

Сервер баз данных. Сервер БД – программный комплекс типа Run-Time ядра СУБД, функционирующий как отдельный независимый загрузочный модуль, отдельная независимая задача в операционной системе. Сегодня наиболее распространены SQL-сервера, которые (вполне адекватно) можно понимать как процессор команд обработки БД – операторов языка SQL (Structured Query Language).

Прикладные программные системы (Application), так же функционирующие как отдельные независимые задачи, не имеют возможности прямого доступа к данным БД. Они должны связываться с сервером БД, для того чтобы передать запрос на операцию с БД и получить ответ или другие результаты.

Таким образом, централизуется не только доступ к БД от многих пользователей-задач, но и централизуются сами процессы непосредственной обработки данных БД в одной задаче, обслуживающей запросы многих задач. При такой организации доступа к БД на сети обычно выделяется специальный компьютер для работы на нем сервера БД и хранения самой БД.

Программные средства связи ^⁽*).

ODBC (Open Database Connectivity) – стандарт «открытого доступа к БД». ODBC-компоненты обеспечивают средства для связи прикладных программных систем с SQL-серверами БД. Использование ODBC не просто облегчает решение проблем связи, но и позволяет обеспечить высокий уровень независимости прикладной системы от конкретных SQL-серверов и их форматов представления БД.

BDE (Borland Database Engine) - это, по сути, низкоуровневое Run-time ядро СУБД. Оформлено оно в виде комплекса DLL-библиотек, на основе которых построены настольные СУБД Borland - Paradox, dBase и др., и на основе которых программные продукты Borland связываются с базами данных других СУБД.

Средства обработки БД.

База данных содержит файлы - ПОСТАВЩИКИ, ДЕТАЛИ, ДОГОВОРА, ПОСТАВКИ.

Файл ПОСТАВЩИКИ (PSTS) имеет поля - код поставщика (KPST - уникальный ключ), наименование поставщика (IMPST), адрес поставщика (ADRPST).

Файл ДЕТАЛИ (DET) имеет поля - код детали (KDET - уникальный ключ), наименование детали (IMDET), цвет детали (CVET).

Файл ДОГОВОРА (DOG) содержит сведения о том «кто» - «что» - «в каком количестве» обязался поставить, и имеет поля - код поставщика (KPST), код детали (KDET), количество (KOL), дата начала договора (DTN), дата завершения договора (DTK). (KPST, KDET) – уникальный (составной) ключ этого файла.

В период действия договора поставщик поставляет детали не обязательно «все за раз», а обычно партиями. Файл ПОСТАВКИ (PST) содержит сведения о партиях поставленных деталей: «кто» - «что» - «в каком количестве» - «когда» поставил, и имеет поля - код поставщика (KPST), код детали (KDET), количество (KOL), дата поставки (DTP). (DBLEC\DBLEC.ER1)

Задача. Сформировать список крупных (в количестве > 1000) поставок детали с кодом 1010: наименование поставщика, размер поставки.

Set-ориентированные средства обработки БД. Язык структурированных запросов SQL (Structured Query Language).

Дополнительный учебный материал по этой теме можно взять: Сетевое окружение > NTSERVER\PROGRAM\SRKDOC\ в каталогах INF(3S)\ и DB(5S)\

Ниже рассматриваются только избранные средства языка SQL в синтаксисе InterBase SQL (имеются небольшие отклонения от стандарта).

Базовые типы данных.

CHAR(k) и VARCHAR(k) – строковый тип, соответственно фиксированной длины k и переменной длины k (VARCHAR(k) ~ string[k] в Паскаль).
INTEGER – целочисленный тип.
NUMERIC(k,m) – вещественный тип в форме с фиксированной точкой (k,m – ширина и точность, как в форматах вывода Паскаль).
DATE и TIMESTAMP – тип дата-время.

Ключи таблиц.

Ключ таблицы задается списком ее полей (через запятую и в круглых скобках). Составной ключ – содержит более одного поля.
Уникальный ключ (UNIQUE)– значение ключа для строки таблицы однозначно идентифицирует эту строку в таблице, т.е. таблица не может содержать двух строк с одинаковым значением такого ключа (значения ключа различаются, если они различаются по значению хотя бы одного ключевого поля).
Первичный ключ (PRIMARY KEY)– выделенный уникальный ключ таблицы. В качестве первичного может быть объявлен любой уникальный ключ, но только один.

1 2 3 4 5 6

	Аис поз Установка. Обновление версии. Резервное копирование базы данных. Восстановление базы данных. 5		Windows Банк Клиент Инструкция по переходу на версию 1 Для перехода на версию 1 с предыдущих версий системы Банк-Клиент нужно сначала выполнить установку новой версии с созданием пустой...
	Финансовая разведка Тем не менее, криминальный рынок полон объявлений, предлагающих приобрести по сходной цене базы данных мвд, гибдд, сотовых операторов,...		Инструкция по обновлению фк цз Фк цз в администрирование, в авторизации набрать admin, пароль hcadmin. В главном меню выбрать «Операции» – «Резервное копирование...
	Инструкция по обновлению фк рир Фк рир в администрирование, в авторизации набрать admin, пароль hcadmin. В главном меню выбрать «Операции» – «Резервное копирование...		Пояснительная записка Студент Организация данных. Sql дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между...
	Пояснительная записка Студент Организация данных. Sql дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между...		Методические указания к курсовой работе по дисциплине Базы данных... Дисциплина «Базы данных» для направления 230700. 62 «Прикладная информатика» подготовки бакалавра
	Методические указания к практическим работам по дисциплине «Базы данных» Методические указания предназначены для проведения практических занятий по дисциплине «Базы данных», для специальности ксиК		Пер с англ. — М. Издательский Архитектура системы баз данных 65 Глава Введение в реляционные базы данных 92
	Инструкция по установке и работе с программой заполнение базы данных В настоящем документе представлена краткая инструкция пользователю по установке и работе с программой Заполнение базы данных студентов...		Лекция Язык sql 46 вставка одного запроса внутрь другого 68 как работает... Эти базы данных создаются и функционируют под управлением специальных программных комплексов, называемых системами управления базами...
	Методические указания для выполнения лабораторных работ и «Базы данных» Лабораторная работа №1 «Организация хранения данных в субд ms access»		3. Заполнение базы данных, модификация данных На предыдущем этапе... ...
	Лабораторная работа №1: Создание баз данных В этой утилите можно выполнить типовые задачи обслуживания баз данных, такие как резервирование и восстановление. Здесь можно настраивать...		Программа дисциплины «Информатика» Е дисциплины «Информатика» учебным планом отводится 200 часов, в том числе лекционные занятия – 34 часов, лабораторные работы – 72...

Базы данных. (5-й семестр вмк)

Похожие: