 |
СУБД – системы управления базами данных. Виды структур данных: иерархические, сетевые, реляционные. Посторенние таблиц данных в СУБД.
|
|
|
|
Везде, где в процессе работы получается большое количество данных, возникает проблема их упорядочивания и управления ими. Наиболее эффективным способом упорядочивания данных являются базы данных.
База данных (БД) — совокупность сведений, хранимых в запоминающих устройствах ЭВМ, выступающая в качестве исходных данных при решении различных задач.
Главная цель создания баз данных состоит в объединении функций обновления, ведения и пополнения хранимой информации, а также справочной функции. Основное характерное свойство базы данных — ее независимость от рабочих программ, с которыми она взаимодействует. Эта независимость проявляется в возможности изменения содержания, объема и организации хранимой информации без изменения рабочих программ, пользующихся данной информацией. Для обеспечения независимости базы данных необходимо хранить описание накопленной информации вместе с самой информацией и обеспечить возможность коллективного доступа к любой части хранимых сведений.
Программы, управляющие работой баз данных, называются системами управления базами данных (СУБД).
СУБД используют несколько моделей данных: иерархическую и сетевую (с 60-х годов) и реляционную (с 70-х). Основное различие данных моделей в представлении взаимосвязей между объектами.
Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта является главным, все нижележащие — подчиненными. Устанавливается связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе главный тип именуется исходным типом, а подчиненные — порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.
|
|
|
Сетевая модель данных строится по принципу «главный и подчиненный тип одновременно», то есть любой тип данных одновременно может порождать несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для нескольких главных (быть членом набора).
Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляет в виде таблиц, при этом связи тоже рассматриваются как объекты. Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных, должны иметь первичный ключ. Все современные СУБД поддерживают реляционную модель данных.
Основные функции СУБД
Непосредственное управление данными во внешней памяти
Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы).
Управление буферами оперативной памяти
СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере, этот размер обычно существенно больше доступного объема оперативной памяти. Понятно, что если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. Поэтому в развитых СУБДподдерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.
Управление транзакциями
Транзакция — это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБДкак единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.
|
|
|
Журнализация
Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя.
Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД.
Журнал — это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.
Поддержка языков БД
Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционныхСУБД является язык SQL (Structured Query Language).
Локальные и глобальные компьютерные сети. Интернет. Основные сервисы.
В зависимости от размера все электронно-вычислительные сети делятся на:
1. Локальные вычислительные сети (ЛВС), абоненты которых сосредоточены на расстоянии 10 - 15 км. Такие сети объединяют компьютеры, размещенные внутри одного здания или в нескольких рядом расположенных зданиях.
2. Региональные сети, абоненты которых сосредоточены на расстоянии 10 - 100 км. К таким сетям относятся районные, городские и областные сети.
|
|
|
3. Глобальные сети, сосредоточенные на расстоянии 1000 и более километров. К таким сетям относятся сети, объединяющие города, области, районы, страны. Наиболее известные среди них - Internet, Fido, Sprint, Relcom.
Во многих организациях, в которых эксплуатируются персональные компьютеры, создаются локальные вычислительные сети. Это делается потому, что ЛВС предоставляет ряд значительных преимуществ, по сравнению с использованием отдельных компьютеров. Рассмотрим эти преимущества.
Интернет.
Внешне Интернет похож на телефонную или телеграфную сеть. Однако способ соединения несколько иной.
При звонке по телефону, аппарат прямым проводом соединяется со станцией, станция присоединяет провод идущий к другой станции, а та в свою очередь подключает провод идущий к телефону, которому был адресован звонок. Получается жесткое физическое соединение двух именованных точек (например, А и Б) в пространстве. Его главное неудобство – ваш телефон привязан к розетке. Если вы возьмете свой аппарат и включите в розетку на другом проводе, к вам никто не сможет дозвониться, т.к. другая розетка – это уже не точка A (а С, например).
В чем же отличается от этого передача сообщений по сети Интернет, ведь компьютер сначала тоже соединяется со станцией?
Посылаемое в Интернет сообщение кодируется компьютером в серию электрических сигналов и помечается специальными кодами получателя и отправителя, в итоге формируется как бы электронное письмо (пакет) с прямым и обратным адресом. С компьютера письмо поступает на сервер, сервер сверяет адрес получателя со специальной адресной таблицей и, определив ближайший к нему сервер по пути в нужную сторону, посылает письмо туда. Эта процедура повторяется до тех пор, пока пакет не достигнет адресата. Компьютеры получателя и отправителя физически могут находиться где угодно. В сети Интернет они определяются IP-адресами.
Поэтому Интернет не соединяет абонентов сплошным электрическим проводом, он кодирует сообщения в пакеты и передает их от станции к станции. Такой способ соединения называется логическим. Он конечно медленнее, чем физический способ соединения при передаче телефонного сигнала, но все равно пакет доходит в другую точку мира за доли секунды. Ответ приходит таким же образом, и мы общаемся, не замечая задержки.
|
|
|
У логического способа связи есть неоспоримые преимущества. Например, маршрут письма может пройти по любым соединениям, которые оказались свободны. Например, если на какой-то линии произошла неполадка или сильная загрузка сети, то два абонента живущие на одном континенте могут общаться через другой, не подозревая об этом. Больше того, пакет может уйти через Австралию, ответ прийти через Африку, а следующее письмо отправиться любой третьим путем.
В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых и оптоволоконных каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием. Большинство компьютеров сети Internet работают под ОС семейства Unix.
Фактически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащим различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики сложенной из небольших сетей различной величины, которые активно взаимодействуют между собой, пересылая файлы, сообщения и т.п.
В настоящее время Интернет является глобальной вычислительной сетью, задача которого, как и любой другой вычислительной сети, - это передача данных от одного компьютера к другому.
Главное свойство Internet состоит в том, что если в сеть подключается новый абонент, то ему становится доступна информация всей сети. И, наоборот, всем остальным абонентам Internet становится доступна информация и ресурсы его компьютера.
Особенность сети Internet заключается в том, что фактически Internet, как глобальная мировая компьютерная сеть, не имеет своего владельца, т.е. она ни кому не принадлежит. Хотя отдельные вычислительные сети, которые подключены к Internet, имеют своих конкретных владельцев.
Internet основывается на идее существования множества независимых сетей произвольной архитектуры. Это возможно благодаря применению, так называемого, принципа открытости сетевой архитектуры. Он заключается в том, что Internet не предъявляет каких-либо специфических требований к подключаемым компьютерным сетям. Потребитель сам определяет вид собственной сети и метод ее технической реализации. Т.е. он может выбрать любую конфигурацию сети и любое программное обеспечение. Благодаря этому, практически все сети, которые функционируют в мире, можно свободно подключать к Internet.
|
|
|
Основные сервисы
Рассмотрим основные ресурсы (службы) Интернета. К основным сервисам Интернета на сегодняшний день можно отнести следующие сервисы:
· всемирная паутина (World Wide Web, WWW);
· электронная почта (e-mail);
· файловые архивы FTP;
· общение в Интернете.
Самым популярным ресурсом Интернета является всемирная паутина или WWW, которая представляет собой огромное количество (свыше миллиарда) мультимедийных документов, отличительной особенностью которых является возможность ссылаться друг на друга. Это означает присутствие в текущем документе ссылки, реализующей переход на любой документ WWW, который физически может быть размещен на другом компьютере сети Интернет. Информация в WWW представляется в виде документов, каждый из которых может содержать как внутренние перекрестные ссылки, так и ссылки на другие документы, хранящиеся на том же самом или на любом другом сервере.
Гипертекст - множество отдельных документов (страниц), которые имеют ссылки друг на друга. В Интернете существует несколько способов передачи данных (протоколов). Самым популярным в сети является протокол передачи гипертекста – http (Hyper Text Transfer Protocol)
Гипертекстовая ссылка - выделенная часть документа, реализующая переход к другому документу. Реализуется в виде подчеркнутого текста, кнопки или картинки.
E-mail (электронная почта). Старейшим ресурсом Интернета является E-mail (электронная почта) - система пересылки электронных писем. E-mail – это средство обмена информацией, подготовленной в электронном виде, между людьми, имеющими доступ к компьютерной сети. Основными областями применения электронной почты являются ведение личной переписки и работа с некоторыми информационными ресурсами Интернета, такими как списки рассылки, off-line группы новостей и системы пересылки файлов по электронной почте. Электронная почта (e-mail) широко используется в библиотечном процессе. Это и просто деловая переписка, и технологическая основа служб - ЭДД, «Запрос-ответ».
FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов) - хранилище и система пересылки всевозможных файлов. FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер; кроме того, возможен режим передачи файлов между серверами хранилищ и система пересылки всевозможных файлов.
ICQ - система, реализующая связь, подобную пейджинговой, через Интернет. Позволяет получить уникальный номер, называемый UIN (Universal Internet Number, универсальный номер Интернета), используемый для вызова и прямого общения. Замечательной возможностью системы является поиск абонента сети ICQ по косвенным данным, например, по адресу электронной почты. После установления связи с абонентом можно побеседовать с ним, отправляя текстовые сообщения.
|
|
|
