6.1. Классификация баз данных
По технологии обработки данных БД подразделяются на централизованные и распределенные.
Централизованная БД хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования БД часто применяется в локальных сетях ПК.
Распределенная БД состоит из нескольких возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой БД осуществляется с помощью системы управления распределенной БД (СУРБД).
По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным доступом и БД с удаленным (сетевым) доступом.
Архитектура централизованных БД с сетевым доступом различается местом хранения информации и обработки информации. Различают следующие архитектуры:
файл - сервер;
клиент - сервер.
Архитектура файл – сервер предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). Здесь находится централизованная БД, которая совместно используется пользователями со своих рабочих станций. Запрашиваемые пользователями файлы БД передаются на рабочие станции, где и производится их обработка.
Архитектура клиент – сервер подразумевает, что центральная машина (сервер БД) помимо функции хранения информации, обеспечивает и ее обработку (поиск и извлечение данных). Запрашиваемые пользователем данные (а не файлы, как в случае архитектуры файл – сервер) передаются по сети от сервера пользователю (клиенту).
6.2. Модели данных
Ядром любой БД является модель данных. Модель данных – это совокупность структур данных, ограничений целостности и операций их обработки. Различают иерархическую, сетевую и реляционную модели данных.
6.2.1. Реляционная модель данных
Реляционная модель БД организуется и хранится в форме таблиц. Все современные БД (DBASE, PARADOX, АССESS) имеют реляционную модель данных. Понятие "реляционный" (relation (анг) – отношение) связано с разработками американца Е.Кодда, специалиста в области систем баз данных.
В реляционных БД выделяют следующие структурные элементы: таблица, запись, поле (рис.6.1).
Таблица - основной структурный объект БД. Таблица – это совокупность экземпляров записей одной структуры.
Запись - основной структурный элемент таблицы и является совокупностью логически связанных полей (строка таблицы).
Поле – элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту (столбец таблицы).
Таблица "Студент"
Рис.6.1. Пример реляционной таблицы
В таблице обязательно указываются поля, которые являются ключами. Ключ может быть первичным или вторичным.
Первичный ключ – это одно (простой ключ) или несколько полей (составной ключ), однозначно идентифицирующих запись. Такие поля не могут повторяться в различных записях (например, номер по порядку).
Вторичный ключ – это одно или несколько полей, которые выполняют роль поисковых или группировочных признаков, поэтому, в отличие от первичного ключа, значения вторичного ключа могут повторяться в различных записях. Таким образом, по значению первичного ключа можно найти уникальный (единственный) экземпляр записи, а по вторичному ключу несколько записей.
Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
каждый элемент таблицы – один элемент данных;
все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (символьный, числовой, даты и времени и др.);
каждый столбец имеет уникальное имя;
одинаковые строки в таблице отсутствуют;
порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.
При описании реляционной модели часто используют понятия отношение, кортеж и домен. Отношения представлены таблицами, строки которых соответствуют записям (кортежам), а столбцы – полям, атрибутам отношений (доменам).