ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 68
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Архитектура базы данных
В процессе научных исследований, посвященных тому, как именно должна быть устроена СУБД, предлагались различные способы реализации. Самой жизнеспособной оказалась, предложенная американским комитетом по стандартизации ANSI (American National Standards Institute), трехуровневая система организации БД. Она включает: внутренний, концептуальный и внешний уровни.
Каждая информационная система в зависимости от назначения имеет дело с той или иной частью конкретного мира, которую принять называть ее предметной областью. Предметная область – это часть реальной системы, представляющая интерес для данного исследования.
Анализ предметной области является необходимым начальным этапом разработки любой информационной системы. Предметная область конкретной информационной системы рассматривается, прежде всего, как некоторая совокупность реальных объектов, которые представляют интерес для ее использования.
Каждый из этих объектов обладает определенным набором свойств (атрибутов).
Информационный объект – это описание некоторой сущности предметной области, т.е. реального объекта, процесса, явления или события.
Информационный объект (сущность) образуется совокупностью логически взаимосвязанных атрибутов (свойств), представляющих собой качественные и количественные характеристики объекта (сущности).
Между объектами предметной области могут существовать связи, имеющие различный содержательный смысл. Эти связи могут быть обязательными или факультативными (необязательными).
Если вновь порожденный объект оказывается по необходимости связанным с каким-либо объектом предметной области, то между этими объектами существует обязательная связь. В противном случае связь является факультативной.
Множество объектов предметной области, значения атрибутов объектов и связи между ними могут изменяться во времени. То есть с каждым моментом времени можно сопоставить некоторое состояние предметной области.
Информационно-логическая модель (ИЛМ) – это совокупность информационных объектов (сущностей) предметной области и связей между ними.
Процесс создания информационной модели начинается с определения концептуальных требований будущих пользователей БД.
Требования отдельных пользователей интегрируются в едином обобщенном представлении, которое называется концептуальной моделью данной предметной области. Такая модель отображает предметную область в виде взаимосвязанных объектов без указания способов их физического хранения.
Концептуальная модель представляет собой интегрированные концептуальные требования пользователей к базе данных данной предметной области.
Возможно, что отраженные в концептуальной модели взаимосвязи между объектами окажутся впоследствии нереализуемыми средствами выбранной СУБД, что потребует ее изменения. Версия концептуальной модели, которая может быть реализована конкретной СУБД, называется логической моделью.
Логическая модель, отражающая логические связи между атрибутами объектов вне зависимости от их содержания и среды хранения, может быть реляционной, иерархической или сетевой.
Таким образом, логическая модель отображает логические связи между информационными данными в данной концептуальной модели.
Различным пользователям в информационной модели соответствуют различные подмножества ее логической модели, которые называются внешними моделями пользователей.
Внешний уровень модели – наиболее близкий к пользователям, т.е. он связан со способами представления данных для отдельных пользователей. Этот уровень определяет точку зрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению
Концептуальный уровень – промежуточный между первым и третьим, центральное управляющее звено. Здесь база данных представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной базой. Фактически концептуальный уровень отражает обобщенную модель предметной области, для которой создавалась база данных. Как любая модель, концептуальная модель отражает только существенные, с точки зрения обработки, особенности объектов реального мира.
Концептуальная модель – это представление всей информации базы данных в несколько более абстрактной форме; представление данных таковыми, какие «они есть на самом деле».
Логическая модель отображается в физическую память, которая может быть построена на электронных, магнитных, оптических, биологических или других принципах.
Внутренняя модель предметной области определяет размещение данных, методы доступа к ним и технику индексирования в данной логической модели и иначе называется
физической моделью.
Внутренний уровень – наиболее близкий к физическому хранению, т.е. связанный со способами сохранения информации на физических устройствах хранения.
Восприятие данных на каждом из уровней описывается с помощью схемы. Отображения описывают соответствие между данными внешней схемы и концептуальной схемы, а также концептуальной и внутренней.
Трехуровневая архитектура позволяет обеспечить логическую (между 1 уровнем и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных. Это именно то, чего не хватало при использовании файловых систем.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Классификация СУБД
Существует ряд классификационных признаков, относящихся к СУБД.
По языкам общения СУБД делятся на открытые, замкнутые и смешанные. Открытые СУБД - это системы, в которых для обращения к базам данных используются универсальные языки программирования. Замкнутые системы имеют собственные языки общения с пользователями БД.
По числу уровней в архитектуре различают одноуровневые, двухуровневые, трехуровневые системы. Возможно выделение и большего числа уровней. Под архитектурным уровнем СУБД понимают функциональный компонент, механизмы которого служат для поддержки некоторого уровня абстракции данных (логический и физический уровень, а также 2взгляд» пользователя – внешний уровень).
По выполняемы функциям СУБД делятся на информационные и операционные. Информационные СУБД позволяют организовать хранение информации и доступ к ней. Для выполнения более сложной обработки необходимо писать специальные программы. Операционные СУБД выполняют достаточно сложную обработку, например, автоматически позволяют получать агрегированные показатели, н хранящиеся непосредственно в базе данных, могут изменять алгоритмы обработки и т.д.
По сфере возможного применения различают универсальные и специализированные, обычно проблемно-ориентированные СУБД.
Системы управления базами данных поддерживают разные типы данных. Набор типов данных, допустимых в разных СУБД, различен. Кроме того, ряд СУБД позволяет разработчику добавлять новые типы данных и новые операции над этими данными. Такие системы называются расширяемыми системами баз данных (РСБД).
Дальнейшим развитием концепции РСБД являются системы объектно-ориентированных баз данных (СООБД), обладающие достаточно мощными выразительными возможностями, чтобы непосредственно моделировать сложные объекты.
По мощности СУБД делятся на настольные и корпоративные. Характерными чертами настольных СУБДявляются сравнительно невысокие требования к техническим средствам, ориентация на конечного пользователя, низкая цена.
Корпоративные СУБД обеспечивают работу в распределенной среде, высокую производительность, поддержку коллективной работы при проектировании систем, имеют развитые средства администрирования и более широкие возможности поддержки целостности. Эти системы сложны, дороги, требуют значительных вычислительных ресурсов.
Системы обоих классов интенсивно развиваются, причем некоторые тенденции развития присущи каждому из этих классов. Прежде всего это использование высокоуровневых средств разработки приложений, рост производительности и функциональных возможностей, работа в локальных и глобальных сетях и др.
Наиболее известными из корпоративных СУБД являются Oracle, DB2, Sybase, MSSQLServer, Progress и некоторые другие.
Наблюдается связь между классами СУБД и используемой операционной системой. Системы под UNIX позиционируются как корпоративные распределенные системы. Сейчас в этот сектор «пробивается» WindowsNT и заменяющая ее Windows 2000.
По ориентации на преобладающую категорию пользователей можно выделить СУБД дляразработчиков и для конечных пользователей. Системы, относящиеся к первому классу, должны иметь качественные компиляторы и позволять создавать «отчуждаемые» программные продукты, обладать развитыми средствами отладки, включать средства документирования проекта и другие возможности, позволяющие строить эффективные сложные системы. Требованиями СУБД второго класса являются: удобство интерфейса, высокий уровень языковых средств, наличие интеллектуальных модулей подсказок, повышенная защита от непреднамеренных ошибок.
Существует разделение СУБД по поколениям. К первому поколению СУБД относят системы, основанные на иерархической и сетевой моделях (60-70-е гг. ХХ в.), ко второму – реляционные системы. СУБД третьего поколения, требования к которым были сформулированы в «Манифесте систем баз данных третьего поколения», должны поддерживать сложные структуры данных и более развитые средства обеспечения целостности данных, отвечать требованиям, предъявляемым к открытым системам.
Тема 3.Жизненный цикл БД.
Лекция: Этапы ЖЦ БД. Типология БД. Документальные и фактографические БД.
-
Этапы жизненного цикла БД. -
Документальные и фактографические БД.
-
Этапы жизненного цикла БД
Жизненный цикл базы данных (ЖЦ БД) – это процедура создания концептуальной схемы базы данных, определения данных, включаемых в базу данных создание программ обновления и обработки данных.