Понятие базы данных

Базы
данных
Лекция №01
Информационные технологии
баз данных
Понятие базы данных
База данных (БД) – (ГК РФ ст. 1260) совокупность
систематизированных материалов для
эффективного поиска и обработки на ЭВМ
Признаки (свойства) БД:
• Хранится и обрабатывается в
вычислительной системе
• Данные хорошо структурированы
• Структура обеспечивает эффективный
поиск и обработку данных
БД – хранимые данные
СУБД – ПО для организации и ведения БД 2
Понятие базы данных
Информационная и функциональная
модель предметной области –
совокупность выделенных для ИС:
• Данных
• Связей между ними
• Операций над ними
Понятие предметной области БД – базовое
понятие информатики
Устойчивые во времени соотнесённости
между:
• Именами
• Понятиями
• Определенными реалиями внешнего мира
3
Понятие базы данных
Проблемы с объектами:
• Идентификация (имя, свойства)
• Адекватное описание (описание ситуации)
4
Понятие базы данных
Основные конструкции информационной
модели предметной области:
• Диаграммы «сущность-связь» (ERD)
• Определения сущностей
• Уникальные идентификаторы сущностей
• Определения атрибутов сущностей
• Отношения между сущностями
• Супертипы и подтипы
5
Понятие базы данных
Функциональная модель предметной области БД
– совокупность моделей, описывающих процессы
обработки информации
Конструкции функциональной модели:
• Модели процессов
– Бизнес-модель процессов (иерархия функций)
– Модель потока данных
• Модели состояний
– Модель жизненного цикла сущности
– Набор спецификаций функций системы
– Описание функций через сущности и атрибуты
– Бизнес-правила, реализуемые функциями 6
Понятие базы данных
Аспекты качества предметной области БД:
• Структуры
• Манипуляции
• Целостности
Модели баз данных:
• Иерархические
• Сетевые
• Реляционные
• Многомерные
• Объектно-ориентированные
7
Реляционные базы данных
Подходы проектирования:
• Предметный – первоначальное
построение информационной структуры
• Прикладной – повышение
эффективности обработки данных
Проблемы универсального отношения:
• Избыточность
• Аномалии обновления
• Аномалии включения
• Аномалии удаления
8
Реляционные базы данных
Примеры ограничений:
• Максимальное время проекта
• Кол-во денег на проект
• Архитектура БД «файл-сервер»
Примеры функциональных требования:
• Выдача отчетов
• Расчет скидок
Набор требований при эксплуатации БД:
•
•
•
•
•
Функциональность и адаптируемость
Производительность обработки транзакций
Пропускная способность
Время реакции
Безопасность
9
Реляционные базы данных
Проектирование – компромисс требований:
•
•
•
•
•
Функциональных
Информационных
Аппаратных
Архитектурных
Технологических
Сферы проектирования БД:
•
•
•
•
Объекты БД
Интерфейс взаимодействия
Вычислительная среда
Назначение системы (OLTP, OLAP)
10
Реляционные базы данных
БД всегда:
•
•
•
•
•
Имеет внутреннюю архитектуру
Имеет лингвистическое содержание
Действует в рамках внешней среды
Имеет средства взаимодействия с этой средой
Функционирует на программно-аппаратной
платформе
• Поддерживается организационнотехнологическими мероприятиями
11
Реляционные базы данных
Контекстная диаграмма процесса проектирования БД12
Реляционные базы данных
Этапы создания БД:
• Сбор и анализ входных данных
• Логическая модель
• Физическая модель
– Внутренняя схема
– Учёт влияния транзакций
• Серверный код
• Модули приложений
• Контроль качества
• Задачи обратного влияния
13
Технологии вычисления
Модели вычислений:
• Централизованные
– Централизованный хост-ЭВМ
– Автономные персональные вычисления
• Распределенные
– Файл-сервер
– Клиент-сервер
– Вычисление по требованию
– Пиринговые системы
– Суперсети
14
Компьютинг
Грид = распределенный компьютинг +
{федеративное объединение сообществ,
виртуализация, стандартизация,
маскирование неоднородностей}
Мобильный = подключение к сетям в
любой геоточке + мобильный доступ к
информации + адаптивность приложений +
чувствительность к местоположению +
энергонезависимость систем
Тотальный = Мобильный компьютинг +
{персональное умное пространство,
невидимость, местная масштабируемость,
15
маскирование неоднородностей}
Спасибо за внимание
16