Базы данных Общая характеристика понятий БД

Базы
данных
Лекция №04
Общая характеристика
понятий БД
1. Структуры
файловых систем
Функции ИС (программный комплекс):
• Надежное хранение информации
• Выполнение преобразований, вычислений
• Предоставление пользовательского интерфейса
Файл – именованная область внешней
памяти
Функции Системы управления файлами:
• Распределение внешней памяти
• Отображение имен файлов
• Обеспечение доступа к данным
2
1. Структуры файловых систем
Подходы сопоставления имени каталога:
1. Изолированные файловые системы
2. Централизованные файловые системы
Преимущества централизованных:
• Выполняет больше рутинной работы
• Оповещает о потребности установки дисков
• Равномерное распределение памяти
• Перемещение редко используемых файлов
• Облегчается резервное копирование
Недостаток централизованных:
• Перенос поддерева файловой системы на другую
3
вычислительную установку
2. Авторизация
доступа к файлам
Мандатный способ защиты – каждый
пользователь имеет отдельный мандат
Дискреционный подход (ОС UNIX)
Целочисленные идентификаторы:
1. Идентификатор группы
2. Собственный идентификатор пользователя
3. Идентификаторами снабжается каждый процесс
4. При каждом файле хранится полный
идентификатор пользователя
5. Контролируется возможность выполнения:
–
–
–
Чтения
Записи
Выполнения
4
4. Области
применения файлов
Связи между программными компонентами по
пониманию логической структуры файлов
5
5. Основные понятия представления данных
Классы задач:
• Вычислительные задачи
• Задачи обработки данных
Невычислительные задачи – обработкой
различного рода документов
6
5. Основные понятия представления данных
Задача 1. Начисление заработной платы
Фамилия, имя, отчество
Оклад
Количество
отработанных дней в
месяц
FIO
O
Ko
Начисленная
сумма
S
S=KoO/Kr,
где Kr – количество рабочих дней в данном месяце
Иванов Иван
Иванович
1800
24
1800
7
5. Основные понятия представления данных
Новые понятия:
• Элемент данных (поле) – наименьшая единица
поименованных данных
• Логическая запись – поименованная совокупность
элементов данных (полей)
• Экземпляр логической записи – текущее значение
элементов записи
• Логический файл – поименованная совокупность всех
экземпляров записей заданного типа
Salary = RECORD
END;
FIO:
string;
O:
real;
Ko:
real;
S:
real;
8
5. Основные понятия представления данных
Задача 2. Учет кадрового состава
Фамилия,
имя,
отчество
FIO
Должность
Год
рождения
Оклад
Место
жительства
D
G
O
M
Задача 3. Учет экономии фонда оплаты труда
Фамилия, имя,
отчество
Оклад
FIO
O
Количество дней
Невыплаченна
на больничном
я сумма
листе
Kдв
SN
SN=KдвO/Kr
9
5. Основные понятия представления данных
Эксплуатационные недостатки:
• Информация дублируется
• Одно и то же значение несколько раз в разные
файлы
• Возможность противоречивости данных
Устранение недостатков:
• Объединить все записи в одну
• Объединить записи только задач 1 и 2
FIO
FIO
D
O
O
Kдв
G
Ko
SN
S
M
База данных – совокупность экземпляров
различных типов записей и отношений между
записями и элементами
10
6. Потребности информационных систем
Примитивная схема структуризации данных в ИС
Две ИС с общей библиотекой
11
7. Целостность данных
Система должна «знать»:
• Кол-во информационно связанных файлов
• Структуру полей
• Смысл каждого поля
• Что изменение данных в одном файле
автоматически вызывает модификацию
второго
СУБД берут работу на себя:
• Поддержка транзакционного управления
12
• Журнализация изменений
8. Система управления базой данных
Необходимо отделить данные от прикладных программ
СУБД – программный комплекс, обеспечивающий
независимость
Поддержка интегрированной совокупности данных для:
• Создания
• Ведения
• Использования БД многими пользователями
Банк данных – система
•Языковых
•Алгоритмических
•Программных
•Технических
•Организационных
13
средств
8. Функции СУБД
1. Определение структуры создаваемой БД
2. Возможность манипулирования данными
14
8. Функции СУБД
3. Обеспечение независимости прикладных
программ и данных
4. Защита логической целостности БД
5. Защита физической целостности БД
6. Управление полномочиями пользователей
7. Синхронизация работы пользователей
8. Управление ресурсами среды хранения
9. Поддержка деятельности системного
персонала
Транзакция – это единица действий,
производимых с базой данных
15
9. СУБД – независимый системный компонент
Системы управления файлами обеспечивают:
• Распределение дисковой памяти
• Структуризацию дисковой памяти
• Именование файлов
• Авторизацию доступа
• Поддержку многопользовательского режима
16
9. СУБД – независимый системный компонент
Отдельная СУБД и базы данных с метаданными
17
10. Заключение
Потребности информационных систем:
• Надёжное долговременное хранение больших
объемов данных
• Быстрый доступ к данным
Временные соотношения очень актуальны
При выборе технологии построения ИС нужно
тщательно оценивать и прогнозировать её
потенциальные потребности в средствах
управления данными
18