6.2. Организация системы управления бд

Система управления базами данных — это наиболее распрост­раненное и эффективное универсальное программное средство, предназначенное для организации и ведения логически взаимо­связанных данных на машинном носителе, а также обеспечиваю­щее доступ к данным.

Основной составной частью СУБД является ее ядро — управ­ляющая программа для автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базам данных. После запуска СУБД ее ядро по­стоянно находится в основной памяти и организует обработку данных, управляет очередностью выполнения операций, взаимо­действует с прикладным программным обеспечением и операци­онной системой, контролирует завершение операций доступа к БД. Важнейшей функцией ядра является организация параллель­ного выполнения запросов.

По способу доступа к данным БД различают системы файл  сервер и клиент  сервер.

В системе файл  сервер одна из вычислительных машин слу­жит хранилищем централизованной базы данных, а доступ к базе осуществляется с других машин, которые носят название рабочих станций. Файлы базы данных передаются на рабочие станции, где производится их обработка.

Для этой архитектуры характерен коллективный доступ к об­щей базе данных на файловом сервере. Запрошенные данные транс­портируются с файлового сервера на рабочие станции, где их об­работка выполняется средствами СУБД.

В системе клиент  сервер кроме хранения базы данных на цен­тральную машину ложатся и функции обработки данных, а на кли­ентских машинах выполняется только представление информации. Запрос на обработку данных выдается клиентом и передается по сети на сервер баз данных, где осуществляется поиск. Обработан­ные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту.

Информационно-логическая (инфологическая) модель явля­ется логическим представлением взаимосвязей объектов базы дан­ных. Известны три разновидности инфологических моделей: иерар­хическая, сетевая и реляционная.

Иерархическая модель данных основана на графическом спосо­бе связей данных, и схема взаимосвязей объектов имеет вид пере­вернутого дерева. Каждому элементу соответствует только одна связь от элемента более высокого уровня. Поиск данных происходит по одной из ветвей дерева.

Достоинства СУБД иерархической модели  простота, быст­родействие. Правда, если структура данных оказывалась сложнее, чем обычная иерархия, то простота структуры иерархической базы становилась ее недостатком.

В связи с этим для таких задач, как обработка заказов, была разработана новая сетевая модель данных. Она стала улучшенной иерархической моделью.

В сетевой модели данных каждый элемент может иметь более одного порождающего элемента, а графическое представление модели очень напоминает сеть. Она допускает усложнение «дере­ва» без ограничения количества связей, входящих в его вершину.

К достоинствам сетевых баз данных можно отнести гибкость, стандартизацию и быстродействие.

Но и иерархические, и сетевые базы данных были очень жест­кими, наборы отношений и структуру записей приходилось зада­вать наперед, а изменение структуры базы данных обычно озна­чало перестройку всей базы.

Недостатки иерархической и сетевой моделей привели к появ­лению новой реляционной модели, созданной Коддом в 1970 г. и вызвавшей всеобщий интерес. Реляционная модель была попыт­кой упростить структуру базы данных, и теперь все данные пред­ставлялись в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы.

Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованы в виде таблиц, а все опе­рации над данными сводятся к операциям над этими таблицами.

В реляционной базе данных информация организована в виде таблиц, разделенных на строки и столбцы, на пересечении кото­рых содержатся значения данных. У каждой таблицы имеется свое уникальное имя, описывающее ее содержание.

Строки реляционной таблицы являются записями и хранят ин­формацию об одном экземпляре объекта данных, представленно­го в таблице. Одинаковых записей в таблице не должно быть. Ос­новное требование к реляционной базе данных состоит в том, что значения полей (столбцов таблицы) должны быть элементарны­ми и неделимыми информационными единицами, что создает воз­можность применять в целях обработки информации математи­ческий аппарат реляционной алгебры. Наиболее популярны реля­ционные СУБД  dBase, FoxBase, FoxPro, Clarion, Paradox, Oracle, Access и др.

Поле (столбец таблицы)  элементарная единица логической орга­низации данных. Каждое поле таблицы имеет уникальное имя, при этом каждое из полей однородно, т. е. данные в нем имеют одинако­вые тип и длину. Для описания поля используют имя и тип данных. Поле, значение которого однозначно определяет соответству­ющую запись, называется ключевым полем. Если ключевое поле одно, то это  простой ключ, если ключевых полей несколько, то ключ называется составным.

Запись  это совокупность значений связанных элементов дан­ных. Экземпляр записи  это отдельная строка таблицы, содер­жащая конкретные значения ее полей.

Таблица базы данных  это совокупность экземпляров записей одной структуры. Описание структуры базы данных содержит пе­речень полей записи и их основные характеристики.