3. Основи організації автоматизованого банку даних:

3.1 Поняття та основні складові абд.

Автоматизований банк даних (АБД) – це система інформаційних, математичних, програмних, мовних, організаційних, і технічних засобів, які необхідні для інтегрованого нагромадження, зберігання, актуалізації, пошуку і видачі даних.

Основними складовими компонентами автоматизованого банку даних є база даних і система керування базою даних (СКБД).

База даних – це поіменована, структурована сукупність взаємопов’язаних даних, які характеризують окрему предметну область і перебувають під управлінням СКБД.

СКБД є програмно-логічним апаратом, який організує систему створення, оновлення і розв’язування основного компонента інтегрованої ІБ - системи бази даних. Крім цього, СКБД забезпечує вибірку даних із баз.

Крім БД і СКБД, до складу АБД входять мовні, технічні та організаційні засоби.

Мовні засоби потрібні для опису даних, організації спілкування та виконання процедур пошуку і різних перетворень з даними. У сучасних СКБД для спрощення процедур пошуку даних у базі даних передбачена мова запитів. Найпоширенішими мовами запитів є SQL та QBE.

SQL (Structured English Query Language) – це структурована англійська мова запитів, яку було створено фірмою ІВМ в межа роботи над проектом побудови системи керування реляційними БД на початку 70-х років ХХ ст.

QBE (Query By Example) – це реалізація запитів за зразком у вигляді таблиць. Для визначення запиту до бази даних користувач повинен заповнити таблицю QBE, яка надається системою, і визначити в ній критерії пошуку, вибору та перетворення даних.

До технічних засобів АБД належать процесори, пристрої вводу і виводу даних, запам’ятовувальні пристрої, модеми, канали зв’язку.

Операційні засоби АБД охоплюють персонал, який пов’язаний із створенням і веденням АБД, а також систему нормативно-технологічної та інструктивно-методологічної документації з організації та експлуатації Б

3.2 Характеристика моделей абд.

На сьогодні існують різні підходи до вирішення проблеми відображення предметної області, які відрізняються різною кількістю рівнів.

Під предметною областю розуміють один чи кілька об’єктів управління (або певні їх частини), інформація яких моделюється за допомогою бази даних і використовується для розв’язування різних функціональних задач.

Вирішення проблеми багаторівневого представлення предметної області в базах даних розв’язується введенням трьох рівнів:

• зовнішнього;

• концептуального;

• внутрішнього.

Користувач 1

Користувач n

Користувач 2

ЗМ 2

ЗМ 1

ЗМ n

Внутрішня модель

Концептуальна модель

. . . . .

. . . . .

Рис. 4.2 Схема взаємозв’язку рівнів подання даних у бази даних

Зовнішня модель (ЗМ) – це частина множини структурованих об’єктів предметної області, які становлять інтерес для окремого користувача. Кожному користувачеві відповідає певна зовнішня модель. Під час розробки зовнішньої моделі підприємства визначають сферу застосування та загальний зміст бази даних. Ця модель створюється як складова частина планування інформаційних систем для організацій, але не для проектування конкретної бази даних. Зовнішня модель даних, як правило, показує об’єкти високого рівня в організації та зв’язки між ними в графічній формі.

Концептуальна модель (логічна, деталогічна) є центральною. Вона відображає предметну область загалом. Дані можна використовувати, якщо вони відображені концептуальною моделлю – спеціальним способом структурованої моделі предметної області, яка відповідає особливостям і обмеженням вибраної СКБД. Існує лише одна концептуальна модель для бази даних, яка повинна задовольняти вимоги будь-якого користувача. Модель концептуального (логічного) рівня, яка підтримується засобами конкретної СКБД, іноді називають деталогічною. Залежно від типів моделей, які підтримуються засобами СКБД, розрізняють:

• ієрархічні моделі бази даних;

• сіткові моделі бази даних;

• реляційні моделі бази даних.

Найпоширенішими на сучасному ринку програмних засобів є реляційні СКБД.

Отже концептуальна модель:

• описує логічну структуру всієї бази даних;

• не залежить від конкретної СКБД;

• не вимагає докладної інформації фізичного проектування;

• наведена в схемах «об’єкт – зв’язок» (ER), метаданих (опису даних).

У внутрішній моделі бази даних відображається використовувана технологія зберігання і доступу до даних. На внутрішньому (фізичному) рівні формується фізична модель бази даних, яка містить структури зберігання даних у пам’яті ЕОМ, включаючи опис форматів даних, порядок їх фізичного чи логічного упорядкування, розміщення за типами пристроїв, а також характеристики і шляхи доступу до даних.

При проектуванні фізичної бази даних необхідно:

• вибрати СКБД;

• вибрати пристрої пам’яті;

• визначити методи доступу;

• спроектувати файли та індекси;

• визначити стратегію оновлення бази даних.

Отже, внутрішня (фізична) модель бази даних:

• описує фізичну структуру всієї бази даних;

• конкретизує, як дані з концептуальної моделі зберігаються у вторинній пам’яті;

• специфікації включають структури фізичних файлів і даних, організацію збереження і структури індексів.

Від параметрів фізичної моделі залежать обсяг пам’яті ЕОМ і час реакції системи на запити при функціонуванні бази даних. Фізичні параметри бази даних можна змінювати під час її експлуатації (не змінюючи при цьому опису інших рівнів) з метою підвищення ефективності функціонування системи.

Структура файлів бази даних визначається на етапах інфологічного і логічного проектування, а формування структури – на етапі фізичного проектування бази даних.

Структура файлів – це поіменована сукупність логічно взаємопов’язаних атрибутів.4.

Реляційна модель даних.

Модель даних – це система позначень для опису даних та операції щодо обробки даних.

Існують такі типи моделей даних:

• ієрархічна;

• сіткова;

• реляційна;

• об’єктно орієнтована;

• напівструктурована.

Ієрархічна модель (рис. 4.3) визначається двома типами відношень: 1:1 та 1:N і подається у вигляді деревоподібних структур. Перевагою цієї моделі є простота моделювання предметних областей. Але не всі зв’язки можна врахувати за допомогою ієрархічної моделі, що створює певні труднощі при програмній реалізації. Наприклад, така модель спричиняє складнощі за наявності так званих симетричних запитів (наприклад, визначення товарів, що доставляються деякими постачальниками, і визначення постачальників деякого товару); при виключені з дерева вузла, що має підпорядковані вузли і введення нових вузлів у модель; за необхідності відображення відношень «багато-однозначне» і «багато-багатозначне».