18. Структура данных, модели данных, создание базы данных и таблиц

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных (структурированных) данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой области (предметной области).

Логическую структуру хранимых в базе данных называют моделью представления данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся следующие: иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, многомерная и объектно-ориентированная.

Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Первые системы управления базами данных использовали иерархическую модель данных.

Сетевая модель данных – логическая модель данных, являющаяся расширением иерархического подхода.

В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.

Реляционная модель данных (РМД) – логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.

Постреляционная модель представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости данных. Модель допускает многозначные поля – поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную таблицу.

Технология многомерных баз данных — ключевой фактор интерактивного анализа больших массивов данных с целью поддержки принятия решения. Подобные базы данных трактуют данные как многомерные кубы, что очень удобно именно для их анализа.

Многомерные модели данных имеют три важных области применения, связанных с проблематикой анализа данных: 1. Хранилища данных интегрируют для анализа информации из нескольких источников. 2. Системы оперативной аналитической обработки (online analytical processing – OLAP) позволяют оперативно получить ответы на запросы, охватывающие большие объемы данных в поисках общих тенденций. 3. Приложения добычи данных служат для выявления знаний за счет полуавтоматического поиска ранее неизвестных шаблонов и связей в базах данных.

Объектно-ориентированная база данных (ООБД) – база данных, в которой данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

19. Системы управления базами данных

Система управления базами данных (СУБД) – совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечщих управление созданием и использованием баз данных.

Основные функции СУБД

• управление данными во внешней памяти (на дисках);

• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

• журнализация изменений, резервное копирование и восстановление БД после сбоев;

• поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,

• процессор языка БД, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

• сервисные программы (внешние утилиты), обеспеч-щие ряд доп. возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификации СУБД

По модели данных

• Иерархические; – Сетевые; – Реляционные; – Объектно-ориентированные; – Объектно-реляционные

По степени распределённости

• Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)

• Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД

• Файл-серверные – файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно.

• Клиент-серверные – располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме.

• Встраиваемые – СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки.