1. Перечислите принципы построения распределенных баз данных РБД.

• высокая степень эффективности;

• простота использования системы;

• возможности автономного функционирования при нарушениях связности сети или при административных потребностях.

Решение всех трех задач, о которых речь шла выше, возложено на специальный компонент СУБД - сервер распределенных баз данных.

2. Способы распределения данных по сети при проектировании распределенной БД.

Возможны однородные и неоднородные распределенные базы данных. В однородном случае каждая локальная база данных управляется одной и той же СУБД. В неоднородной системе локальные базы данных могут относиться даже к разным моделям данных.

Если база данных расположена на одном узле, и сервер БД и прикладная программа выполняются там же, то не требуется ни коммуникационный сервер, ни сервер распределенной БД. Когда же прикладная программа выполняется на локальном узле, БД находится на удаленном узле, и там же выполняется сервер БД, то на удаленном узле необходим коммуникационный сервер, а на локальном - сервисная коммуникационная программа.

Если распределенная БД состоит из таблиц локальных БД, которые находятся на одном узле, и там же функционирует сервер распределенной БД, и выполняется прикладная программа, то коммуникационный сервер не нужен (нет взаимодействия по сети). Если же локальные БД расположены на нескольких узлах, то для доступа к распределенной БД необходим и сервер распределенной БД, и коммуникационный сервер.

Важнейшее требование к современным СУБД - межоперабельность (или интероперабельность).

В то же время СУБД может осуществлять доступ к БД в другом формате. Это делается с помощью шлюза.

Современные информационные системы требуют доступа к разнородным базам данных. Это означает, что в прикладной программе для реализации запросов к базам данных должны быть использованы такие средства, чтобы запросы были понятны различным СУБД, как реляционным, так и опирающимся на другие модели данных. Одним из возможных путей является обобщенный набор различных диалектов языка SQL (как это сделано, например, в СУБД OpenIngres).

3. Для чего используется метод проектирования локальных представлений на концептуальном уровне проектирования данных.

Потребности проектировщиков баз данных в более удобных и мощных средствах моделирования предметной области породили направление семантических моделей данных. При том, что любая развитая семантическая модель данных, как и реляционная модель, включает структурную, манипуляционную и целостную части, главным назначением семантических моделей является обеспечение возможности выражения семантики данных.

Наиболее часто на практике семантическое моделирование используется на первой стадии проектирования базы данных. При этом в терминах семантической модели производится концептуальная схема базы данных, которая затем вручную преобразуется к реляционной (или какой-либо другой) схеме.

Уже на ранней стадии разработок систем баз данных в качестве одного из основополагающих принципов построения таких систем был принят принцип независимости данных. В соответствии с этим принципом, в системе должны поддерживаться раздельные представления данных для пользователя («логическое представление») и для системных механизмов среды хранения базы данных («физическое представление»). Такое разделение избавляет пользователя от необходимости знания принятого способа хранения базы данных и, вместе с тем, при условии поддержки управляемого отображения между этими представлениями, позволяет динамически в процессе эксплуатации системы оптимизировать способ хранения базы данных для обеспечения более высокой производительности системы и/или более рационального использования ресурсов памяти. В соответствии с таким подходом, стали различать логический и физический архитектурные уровни системы (системные механизмы, поддерживающие такие представления данных.

4. Дайте понятие физической структуры базы данных.

Физическая структура базы данных состоит из файлов нескольких типов: файла инициализации (initialization file), управляющих файлов (control files), файлов журнала отката транзакций (redo logs), архивов журналов транзакций (archive log files) и файлов данных (data files).

Файл инициализации

В момент запуска базы данных для установки начальных параметров используется файл инициализации.

Управляющие файлы

Связанный с базой данных управляющий файл содержит указатели на расположение других файлов, составляющих базу данных: файлов данных и файлов журнала отката транзакций. Без информации управляющего файла база не будет знать, где размещены файлы данных, следовательно, очень важно, чтобы управляющий файл отражал реальную картину расположения файлов.

Управляющий файл содержит следующую информацию:

• номер версии системы SCN (System change number);

• расположение файлов данных;

• расположение файлов журнала отката транзакций;

• имя базы данных;

• размер базы данных.

Журналы отката транзакций

В журналы отката транзакций заносятся все изменения, сделанные в базе данных, а также информация контрольных точек.

Архивы журналов транзакций

Запись журнала отката транзакций производится периодически, и если происходит их архивирование, то в конечном счете они будут перезаписаны. Журналы отката транзакций могут быть заархивированы в момент запуска базы в режиме архивирования журнала отката транзакций. В этом случае архивы журнала отката транзакций будут скопированы до момента перезаписи.

Файлы данных

Файлы данных, связанные с базой, включают в себя таблицы и индексы. В ходе проектирования баз данных обеспечивается возможность размещения файлов данных на всех доступных дисках, гарантируя, что таблицы и индексы, будучи физически независимыми файлами, окажутся надежно объединены логически. Такой подход позволяет распределить файловые ресурсы на различных физических дисках и таким образом сбалансировать операции ввода-вывода.

5. Перечислите и дайте краткую характеристику основных методов доступа к данным, расположенным на физических устройствах эвм.

Под методом доступа понимается совокупность технических и программных средств, обеспечивающих возможность хранения и выборки данных, расположенных на физических устройствах ЭВМ.

В методе доступа выделяют два компонента:

• структура памяти;

• механизм поиска.

Наиболее широко используемыми методами доступа являются:

• последовательный

Метод реализует доступ к данным базы данных путем последовательного просмотра записей, причем записи могут быть упорядочены или неупорядочены по значениям первичного ключа;

• прямой и произвольный

Прямой доступ является эффективным с точки зрения временных затрат способом поиска данных в базе.

Методы прямого доступа подразделяют на две группы:

- доступ с помощью ключа, эквивалентного адресу;

- хеширование (метод произвольного доступа или рассеянной памяти);

• индексно-последовательный

Cтроится на основе упорядоченного физически последовательного файла и иерархической структуры индексов блоков, каждый из которых упорядочен по значениям первичных ключей. Данный метод позволяет обеспечивать как последовательный, так и произвольный доступ к данным. Поиск экземпляра записи осуществляется посредством первоначального установления номера блока, в котором может находится запись, а затем последовательного поиска в этом блоке, пока не будет установлено местонахождение искомой записи или ее отсутствие.

• индексно-произвольный

Данный метод обеспечивает доступ к экземплярам записей на основе использования индекса. Метод доступа обеспечивает эффективную выборку единичных записей.

• использование явных древовидных структур

Представлено в памяти ЭВМ данных в виде древовидных сетевых структур и соответствующие методы доступа к ним. К основным древовидным структурам относятся:

• бинарное дерево;

• В- дерево.

6. Основные способы ведения данных в информационном обществе.

Информационная система представляет собой систему, реализующую автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными и включающая технические средства обработки данных, программное обеспечение и обслуживающий персонал.   

Современной формой информационных систем являются банки данных, которые включают в свой состав вычислительную систему, одну или несколько баз данных (БД), систему управления базами данных (СУБД) и набор прикладных программ (ПП). Основными функциями банков данных являются:

• хранение данных и их защита;

• изменение (обновление, добавление и удаление) хранимых данных;

• поиск и отбор данных по запросам пользователей;

• обработка данных и вывод результатов.

Основные способы ведения данных:

- база данных

- база знаний

7. Определение распределенной базы данных.

Под распределенной базой данных подразумевают базу данных, включающую фрагменты из нескольких баз данных, которые располагаются на различных узлах сети компьютеров, и, возможно, управляются различными СУБД. Распределенная база данных выглядит с точки зрения пользователей и прикладных программ как обычная локальная база данных. В этом смысле слово "распределенная" отражает способ организации базы данных, но не внешнюю ее характеристику. ("распределенность" базы данных не должна быть видна извне).