22. Глобальная сеть Интернет. Идентификация компьютеров в сети.

Глобальная сеть Internet – это всемирное объединение различных региональных и корпоративных компьютерных сетей, образующих единое информационное пространство благодаря использованию общих стандартных протоколов передачи данных, что и обеспечивает «взаимопонимание». Основным стандартным протоколом Internet является протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

Идентификация компьютеров в сети

Каждый компьютер, подключенный к Internet, имеет уникальный числовой идентификатор – IP-адрес длиной в 4 байта. Для удобства распознавания каждое число IP-адреса, содержащееся в отдельном байте, при записи адреса отделяется точкой от следующего числа, например: 194.85.160.21. Так как в Internet объединяются отдельные сети, то можно считать, что каждый компьютер принадлежит какой-либо сети, поэтому его идентификатор состоит из идентификатора сети, которой он принадлежит, и номера самого компьютера в этой сети. Распределением адресов занимается информационный центр Internet (InterNIC).

Другой формой идентификации компьютеров в сети является форма доменных имен. Пользователям привычнее и удобнее работать не с числами, а с именами, поэтому разработчики Internet реализовали систему имен доменов Internet (DNS – Domain Name System). Она позволяет обращаться к компьютерам не только по их номерам (IP-адресам), но и по индивидуальным именам. Каждое имя DNS обозначает определенный компьютер. Компоненты имени разделены точками. Каждый составляющий имя компонент можно назвать меткой.

Домен можно определить как сферу деятельности, отношений или выполнения каких-либо совместных функций. Каждая метка в имени компьютера описывает его принадлежность, выполняемые им функции. Например, имя ftp://ftp.microsoft.com состоит из трех меток: ftp означает, что данный компьютер является хостом ftp, т.е. на нем работает ftp-сервер (эта метка описывает функцию компьютера по обслуживанию передачи файлов); метка microsoft описывает организацию (сферу деятельности), которой принадлежит компьютер; а метка com обозначает выполнение коммерческих функций. Таким образом, каждая метка в имени описывает домен.

Система имен доменов Internet является образцом распределенной базы данных с иерархической структурой. Иерархическое пространство имен отражает структуру организации. Структура DNS похожа на структуру дерева каталогов в файловой системе. На вершине этой иерархии находится корневой домен без имени. Каждый домен может содержать поддомены. Домены второй группы обычно делятся на несколько категорий. В США используются следующие трехбуквенные домены верхнего уровня:

com – коммерческие организации;

edu – образовательные учреждения, например университеты и колледжи;

gov – правительственные учреждения;

int – международные организации;

mil – военные организации;

net – сеть, не попадающая ни в одну из перечисленных категорий;

org – организация, не попадающая ни в одну из перечисленных категорий.

Эти сочетания могут использоваться и организациями других стран.

Пользователи работают с именами, а сетевые программы должны указывать IP-адрес. Для преобразования имен доменов в IP-адреса разработаны специальные программы – серверы DNS (серверы имен).

25. Базы данных. Реляционный подход к управлению БД.

База данных (БД) – это именованная совокупность взаимосвязанных данных, отражающая состояние объектов рассматриваемой предметной области и их отношений. БД могут использоваться несколькими приложениями под управлением системы управления базой данных.

Реляционный подход к управлению БД основан на математической модели, использующей методы реляционной алгебры и реляционного исчисления. При использовании этого подхода основными свойствами СУБД являются следующие:

вся информация в БД представлена в виде таблиц;

поддерживается три реляционных оператора – выбора, проектирования и объединения, с помощью которых можно получить все необходимые данные.

Определение реляционной модели включает ряд фундаментальных правил.

Каждая таблица поименована, состоит из строк и столбцов. Каждая строка описывает объект или сущность. Каждый столбец описывает одну характеристику (атрибут) объекта, его свойство.

Атрибут – это информационное отображение отдельного свойства некоторого объекта. Атрибут характеризуется именем и значением. Имя используется в качестве условного обозначения при обработке данных. Значение атрибута – это величина, характеризующая некоторое свойство объекта при конкретных обстоятельствах. Каждое значение принадлежит определенному типу (число, текст и т.п.).

Отношение (relation), или таблица, определяется как множество упорядоченных строк (хотя упорядочение строк несущественно, оно может повлиять только на эффективность доступа). Реляционные таблицы выражают отношение и состоят из строк и столбцов, удовлетворяющих следующим условиям: имена столбцов уникальны, нет повторяющихся строк, нет повторяющихся групп данных.

Отношение называется нормализованным, если каждый компонент строки является простым (атомарным, не состоящим из группы значений) значением. Это не позволяет заменять значение атрибута другим отношением (это привело бы к сетевому или иерархическому представлению).

Существуют различные типы отношений:

Один-ко-многим (1:N): единственной записи в первой таблице может соответствовать несколько записей во второй таблице (например: если в первой таблице хранится информация об издательствах, а во второй – о выпущенных ими книгах, то, так как каждое издательство может выпустить множество книг, между этими данными существует отношение 1:N );

Многие-ко-многим (N:N): записям в первой таблице может соответствовать несколько записей во второй и наоборот – каждой записи из второй таблицы может соответствовать множество записей в первой таблице (например: если в одной таблице хранится информация об авторах книг, а в другой – информация о книгах, то, так как каждый автор может написать несколько книг, а у каждой книги может быть несколько авторов, между этими таблицами существует связь N:N);

Один-к-одному (1:1): каждой записи в одной таблице соответствует одна запись во второй (эти данные могли бы размещаться в одной таблице, такие данные размещают в различных таблицах обычно только для того, чтобы ускорить доступ к ним, например: редко используемые при запросах данные можно вынести в отдельную таблицу, чтобы не обрабатывать их при выполнении каждого запроса).

Реализовать отношение «один-ко-многим» можно, добавив во вторую таблицу внешний ключ, идентифицирующий соответствующую строку в первой таблице. Это обеспечивает минимальную избыточность данных. Внешний ключ – это столбец или комбинация столбцов в таблице, значение которого(ых) совпадает со значением первичного ключа в другой таблице.

Для описания отношения «многие-ко-многим» в БД строится отдельная таблица, описывающая связи между первой и второй таблицами. Вместо объектов такая таблица описывает связи между ними. Она содержит в каждой записи внешние ключи, идентифицирующие взаимосвязанные записи в исходных таблицах.

Таким образом, в реляционных БД есть два типа таблиц: пользовательские (они содержат собственно информацию) и системные (содержат описание самой БД, служебную информацию). Системные таблицы обычно поддерживаются самой СУБД.