12. Система управления базами данных, её архитектура, физическая и логическая независимость.

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих 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 базы данных после сбоев;

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

Архитектура СУБД включает:

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

процессор языка базы данных, 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

а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Архитектура СУБД

Существует трехуровневая система организации СУБД ANSI-SPARC, при которой существует независимый уровень для изоляции приложения от особенностей представления данных на низком уровне.

Уровни:

Внешний - представление БД с точки зрения пользователя.

Концептуальный - обобщенное представление БД, описывает какие данные хранятся в БД и связи между ними. Поддерживает внешние представления, поддерживается внутренним уровнем.

Внутренний - физическое представление БД в компьютере.

Логическая независимость - полная защищенность внешних моделей от изменений, вносимых в концептуальную модель.

Физическая независимость - защищенность концептуальной модели от изменений, которые вносятся во внутреннюю модель.

13. Понятие модели данных. Классификация моделей данных.

Данные – набор конкретных значений параметров, характеризующих объект, условие или ситуацию.

Модель данных - это совокупность структур данных и операций их обработки. Рассмотрим три основных типа моделей данных: иерархическую, сетевую и реляционную и объектно ориентированная.

Иерархическая: структуру модели можно представить в виде графа, который наз. деревом, один объект выступает как родительский, а с ним может быть связано множество мн-во подчиненных.

Реляционная: это БД в к-ой данные органихованы в виде двумерных таблиц, называемых отношениями.

Модель данных определяется тремя компонентами:

допустимой организацией данных. Допустимая организация данных определяется разнообразием и количеством типов объектов модели данных, ограничениями на структуру данных. Каждая модель характеризуется определенными свойствами и методами структуризации.

ограничениями целостности с целью сохранения непротиворечивости данных и обеспечения достоверного отображения предметной области в базе данных.

Классификация:

-Физические модели: оперирует категориями, касающимися организации внешней памяти и структур хранения, используемых в операционной среде.

-Информационная: информационное описание предметной области с учетом логических взаимосвязей.

Датологические: информационные модели данных, используемые на разных этапах.

14. Реляционная модель данных. Основные определения (отношение, тип данных, домен, атрибут, схема отношения, степень отношения, схема базы данных, кортеж, ключи отношения). Связанные отношения.

Достоинства реляционного подхода.:

- наличие небольшого набора понятий для моделирования предметных областей.

- наличие простого, но мощного математич. аппарата, который опирается на теорию множеств и мат. логику.

- возможность навигационного манипулирования данными, т.е. нет необходимости знать полную организацию базы.

Отношение: РМД предст. собой савокупн. взаимосвязанных таблиц, кот. наз. отношениями, взаимодействуют по принципу главная-подчиненная.

Типы данных: целочисленный, вещественный, строковый, для смежных величин, для хранения даты, врвемя, для хранения двоичных объектов.

Домен: определяется заданием нек-го базового типа данных и произвольного шаблона выражения, примененного к элементу типа данных. Если логич. элемент дает истину, то элемент явл. элементом домена.

Атрибут: хар-ка объкта. Атрибут имеет имена, имя должно быть уникально; внутри отношения.

Схема отношения – именованное множество пар.{имя_атрибута; имя домена},{имя_атрибута, имя типа}

Степень отношения – это число атрибутов. Если один – степень бинарная.

Схема базы данных – набор именованных схем отношений с указанием взаимосвязей между ними.

Кортеж – набор именованных значений заданного типа. Степень кортежа совпадает со степенью схемы отношений.

Ключи отношений –

Связанные отношения:

В связях между отношениями используют ключи и в зависимости от их типа возникают различные типы связей.

Доделать…