26) Индексные массивы. Нелинейные структуры.
Нелинейные структуры индексов используют для создания индексных массивов ключевых полей.
При организации индексов используют Б-деревья, которые представляют собой корневые сбалансированные сильно ветвистые деревья.
Каждая внутренняя вершина содержит информацию о n-1 различных последовательно возрастающих значениях индексируемого поля:
Pi Xi Pi+1 Xi+1 . . . Pn-1 Xn-1 Pn
где Xi – i значение индексируемого поля,
Pi – указатель на вершину, содержащую значение индексируемого поля, меньшие или равные Xi
Листовая вершина содержит информацию о нахождении страницы в файле базы данных с записями, имеющими соответствующие значения индексируемого поля.
Xi Pi Xi+1 Pi+1 . . . Xn Pn
где Pi – указатель страницу файла данных, содержащую строку (строки) со значением индексируемого поля, равным Xi
В оперативную память считывается страница с корневой вершиной и последовательно просматривается до первого значения, превышающего значение индексируемого поля нужной записи, при этом определяется ссылка (номер) страницы-потомка (внутренней или листовой).
В оперативную память считывается страница потомок, если она внутренняя, ее обработка производится аналогично, если она является листовой, то она просматривается до нахождения нужного значения индексируемого поля и определяется номер страницы файла данных, которая содержит нужную запись.
27) Внутренняя структура бд. Расстановка (хеширование) записей.
Основная задача расстановки записей - минимизация расходов на доступ и изменение данных во внутренней и внешней памяти.
Идея расстановки – так организовать порядок расположения записей в памяти, чтобы место для новых записей и поиск старых записей можно было осуществлять на основе некоторого преобразования их ключевых полей.
При образовании новой записи к значению ее ключевого поля применяется специальная функция - хеш-функция (или хеш-свертка).
Хеш-функция ставит в соответствие значению ключевого поля (и следовательно записи) некоторое числовое значение, которое обычно является адресом местоположения.
Хеширование обеспечивает доступ к нужным записям за одно обращение в области размещения данных.
1-я новая запись Кл1 h(Кл1) = n добавление новой записи по соотв. адресу.
M-я старая запись КлМ h(КлМ) = k считывание записи по соотв. адресу.
Функция должна удовлетворять требованиям:
- ее результат должен находиться в пределах диапазона адресов области памяти, выделяемой под данные;
- значения функции в пределах выделенного диапазона должны быть равномерными.
Основная проблема хеширования – появление одинаковых значений хеш-сверток при разных значениях ключевых полей.
Такие ситуации называются коллизиями.
28) Проектирование бд. Основные этапы. Техническое задание.
В организационном плане при их проектировании необходимы
специалисты по формализации предметной области(постановщики задачи, специалисты как в сфере программного обеспечения, так и в предметной области),
специалисты по программному обеспечению СУБД (профессиональные программисты, определяющие выбор СУБД и обеспечивающие построение ее в соответствии с концептуальной схемой, разработанной постановщиком задачи),
технические дизайнеры и специалисты по эргономике, которые обеспечивают эстетическую и эргономическую сторону интерфейса пользователя с АИС.
Определяют следующие этапы создания БД:
формирование требований (обследование объекта, проведение НИР, разработка вариантов концепции)
техническое задание (разработка и утверждение)
эскизный проект (разработка предварительных проектных решений: состав, функции и параметры основных программных средств);
технический проект
- функционально-алгоритмическая структура системы,
- функции персонала и организационная структура,
- структура технических средств,
- алгоритмы решения задачи и применяемые языки,
- структура базы данных
- система классификации и кодирования информации,
- программное обеспечение;
- разработка технической документации;
разработка рабочей документации, адаптация программы;
ввод в действие (подготовка к вводу в действие, подготовка персонала, проведение опытной эксплуатации);
сопровождение (выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами).
Центральный элемент проектирования - разработка ТЗ, которое содержит следующие разделы:
общие сведения;
назначение и цели создания системы;
характеристика объектов автоматизации;
требования к системе;
состав и содержание работ по созданию системы;
порядок контроля и приемки системы;
требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;
требования к документированию;
источники разработки.
Требования к системе включают:
требования к системе в целом (параметры и характеристики системы, требования к структуре, функционированию, надежности, безопасности, численности и квалификации персонала и т.д.);
требования к функциям (перечень функций и задач, временной регламент каждой функции или задачи, требования к качеству реализации функции, к форме представления выходной информации, достоверности выдачи результатов, точности и времени выполнения);
требования по видам обеспечения (по математическому, информационному, лингвистическому, программному, техническому, метрологическому, методическому и другим видам обеспечения системы)
Требования по информационному обеспечению:
составу, структуре и способам организации данных в системе (информационно-логическая схема);
информационному обмену между компонентами системы;
информационной совместимости со смежными системами;
по использованию общероссийских и других классификаторов;
по применению систем управления базами данных;
к структуре процесса сбора, обработки, передачи данных в системе и представлению данных;
к защите данных от разрушения при авариях и сбоях в питании электронных систем;
к контролю, хранению, обновлению и восстановлению данных;
к процедуре придания юридической силы документам, создаваемым техническими средствами АС.
На основе установленных в ТЗ основных требований на последующих этапах конкретизируются и непосредственно разрабатываются компоненты и элементы системы.