Общие понятия и определения из области БД.
База данных – совокупность определенным образом организованной информации в рамках некоторой предметной области.
База данных может содержать различную информацию: видео, звук, текст и т.д.
БД содержит только данные и не может обслуживать запросы пользователя на поиск и обработку информации. Обслуживание позволяет осуществлять информационная система.
Информационные системы: определение, функции, классификация.
Информационная система – совокупность БД и всего комплекса аппаратных средств, предназначенных для его хранения, изменения и поиска при взаимодействии с пользователем.
Задача информационной системы – удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. Т.к. современные информационные системы немыслимы без использования баз данных, то термин информационная система на практике совпадает с термином система БД.
Классификация ИС:
По архитектуре:
- локальные (все компоненты находятся на одной ЭВМ)
- распределенные:
*файл-серверные ИС – такие ИС, в которых БД находятся на файловом сервере, а система управления БД и клиентское приложение – на рабочих станциях.
*клиент-серверные ИС – БД и СУБД находятся на сервере, а клиентские приложения на рабочих станциях.
По степени автоматизации:
- автоматические; - автоматизированные
По характеру обработки данных:
- информационно-справочные. В таких ИС нет сложных алгоритмов обработки данных, а их целью является поиск и выдача в удобном для пользователя виде.
- информационные системы обработки данных (решающие). Такие ИС, в которых данные перед предоставлением пользователю подвергаются обработке по специальным алгоритмам.
По решаемым задачам:
- персональные ИС
- групповая ИС
- корпоративная ИС
- глобальная ИС
Модели представления данных.
- Иерархическая. Представляет собой дерево, состоящее из объектов различных уровней, между объектами существуют связи. Каждый вид может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Объект более высокого уровня – объект-предок. Объекты низкого уровня – объекты-потомки. Объекты, имеющие одного предка – объекты-близнецы.
Основными информационными единицами является сегмент и поле.
Поле – неделимая единица данных , доступная пользователю.
Для сегмента определяется его тип и экземпляр. Экземпляр сегмента образуется из значений полей данных. А тип сегмента определяется совокупностью входящих в него типов полей данных.
Операторы манипулирования данными иерархической СУБД:
- операторы поиска СУБД
- операторы поиска данных с возможностью модификации
- операторы модификации (обновить тек.экземпляр сегмента, вставить новый экземпляр сегмента, удалить текущий экземпляр сегмента).
В иерархической модели автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками.
-
Сетевая модель. Составные части : уровень
– узел (элемент) – связь.
Узлом называется совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Каждый узел может быть связан с любым другим узлом. Таким образом в сетевых моделях существуют указатели соединяющие родственную информацию.
- Объектно-ориентированные модели представления данных.
СУБД, построенные по такой модели обрабатывают данные как абстрактные модели, наделенные свойствами в виде неструктурированных данных.
Характеристики объектно-ориентированных баз данных:
Обязательные характеристики:
Поддержка сложных объектов – в системе должна быть предусмотрена возможность создания составных объектов с помощью специального конструктора. Необходимо что бы была возможность применения любого конструктора к любому объекту.
Поддержка индивидуальности объектов - все объекты должны иметь индивидуальный идентификатор, который не зависит от значения их атрибутов.
Поддержка инкапсуляции – достигается за счет того, что программисты обладают правом доступа только к спецификации интерфейса методов, а данные и реализация методов скрыты внутри объекта.
Поддержка типов и классов – класс является определенным шаблоном для создания объектов и представляет методы, которые могут к ним применяться
Поддержка на следование типов и классов от их предков – от предка подтип или подкласс наследуют атрибуты и методы
Методы должны применяться каким-то разным типом – реализация методов должна зависеть от типа объектов, к которым применяется метод
Вычислительная полнота – подразумевает, что из манипулирования данными должен быть языком программирования общего назначения.
Набор типов данных должен быть расширяемый
Необязательные
Множественное наследие
Проверка типов
Распределение
Проектные транзакции
Открытые характеристики
Парадигма
Система представления данных
Система типов данных
Однородность
- Объектно-реляционные модели
СУБД построенные по принципу такой модели являются реляционными, которые поддерживают технологии реализующие объектно-ориентированный подход
- Реляционные модели
Данные модель представления данных Э. Коддом. Данная модель характеризуется простой структурой данных, удобной для пользователя табличным представлением данных . Такая модель представляет данные в виде двумерных таблиц, работа с которыми основана на применении реляционной алгебры и реляционного исчисления.
Строка таблицы называется записью, а столбец – полем. Одна запись содержит информацию об одном элементе системы, модель которой представлены в системе. Поля – различные характеристики (атрибуты). Значения полей в одной из записей относятся к одному объекту. Разные поля отличаются именами, поля различаются значениями ключей. Главным ключом в БД называется поле или их совокупность, значение которых не повторяется у различных записей. Однако не всегда удается определить в качестве ключа одно поле. В этом случае возможен составной ключ, который может состоять из 2 или более полей.
С каждым полем связано важное свойство – тип поля, который определяет множество значений, которые может принимать данное поле различных записях.
В реляционных баз данных используется 4 основных типа полей:
Числовой
Символьный
Дата
Логический