 |
Принципы построения банков данных (БнД)
|
|
|
|
Банк данных (БнД) – совокупность базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД).
База данных – структурированная совокупность данных. Наименьшая единица описания данных называется элементом описания. Совокупность элементов описания, объединенных отношением принадлежности к одному объекту, называется записью.
СУБД – состоит из языковых и программных средств, предназначенных для создания и использования базы, данных прикладными программами, а также непосредственно пользователями- непрограммистами.
Применение БД позволяет решить следующие проблемы организации и ведения больших массивов информации:
1. сокращение избыточности;
2. обеспечение целостности;
3. разграничение доступа;
4. обеспечение независимости представления данных.
Избыточность вызывается наличием разных форм представления одних и тех же данных, размножением части данных для дальнейшего использования прикладными программами, повторными записями одинаковых данных на различных носителях информации.
Целостностью называется свойство БД в любой момент содержать лишь достоверные данные. Наличие избыточных данных, противоречивых и неверно составленных данных нарушает целостность БД.
Для сокращения избыточности производится объединение одинаковых по смыслу, но имеющих различный тип данных в единую БД с приведением к общему, стандартизованному виду. Процесс объединения данных, используется различными пользователями, в одну общую БД – называется интеграцией базы данных.
Рис.1. БнД в составе САПР
Каждый конкретный пользователь получает доступ к некоторому подмножеству данных из БД, необходимых для выполнения своих прикладных программ. Одновременно с этим обеспечивается режим секретности и повышается степень защищенности данных от несанкционированного доступа.
|
|
|
Одним из важнейших преимуществ применения БД является возможность обеспечения независимости представления данных в прикладных программах от типов запоминающих устройств и способов их физической организации. В основном это достигается построением двух уровней представления данных:
· логического;
· физического.
На логическом уровне данные представляются в виде, удобном для использования в прикладных программах или непосредственно проектировщиками.
Физический уровень представления данных отражает способ хранения и структуру данных с учетом их расположения на носителях информации в запоминающих устройствах ЭВМ. Важнейшим понятием в БнД является модель данных –формализованное описание, отражающее состав и типы данных, а также взаимосвязи между ними. Модели данных классифицируются по ряду признаков.
В зависимости от объема описываемой информации на логическом уровне различают внешнюю и внутреннюю модели данных.
Внешняя модель (или логическая подсхема) – описывает структуру информации, относящейся к конкретной процедуре или группе родственных процедур.
Внутренняя логическая модель данных объединяет все внешние модели (логические подсхемы) БД.
По способам отражения связей между данными на логическом уровне различают модели – иерархическую, сетевую и реляционную. Модель называют сетевой, если данные и связи между ними имеют структуру графа. Если структура отражаемых связей представляется в виде дерева, то модель называют иерархической. Представление данных в виде таблиц соответствует реляционной модели данных.
Задание модели данных в БД осуществляется на специальном языке описания данных (ЯОД). Прикладные программы, использующие БНД, записываются на некотором алгоритмическом языке (например, Паскаль, С++), называемом включающим языком. Для обеспечения взаимодействия с БНД в эти программы должны быть введены операторы обращения к СУБД. Совокупность операторов обращения к СУБД – язык манипулирования данными (ЯМД).
|
|
|
Рис.2 Схема взаимосвязи СУБД с прикладными программами: Ппа, Ппб – прикл. прогр. пользователей; Роа, Роб – рабочие области пользователей; Вша, Вшб – внешние модели данных пользователей; ВН – внутренняя логическая модель данных; СБ – системный буфер.
Основные операции с данными, выполняемыми на ЯМД следующие:
· поиск информации по заданным поисковым признакам в БД;
· включение в БД новых записей;
· удаление из БД лишних или ненужных в дальнейшем записей;
· изменение значений элементов данных в записях.
Банк данных – сложная информационно-программная система, функционирование которой невозможно выполнить полностью в автоматическом режиме. Контроль за ее состоянием и управление режимами осуществляется человеком – администратором банка данных.
Взаимосвязь БД с прикладными программами представлена на рис.2. Прикладные программы пользователей а и б обращаются с запросами в СУБД, которая, пользуясь информацией о конкретной внешней модели и основываясь на описании логической схемы БД, формирует обращение к программным средствам метода доступа ОС.
Полученные данные поступают вначале в системный буфер, а затем поступают в доступную пользователю рабочую область.
Совокупность модели данных и операций, определенных над данными, называется подходом. В соответствии с моделями данных различают реляционный, сетевой и иерархические подходы. Так как подход лежит в основе СУБД, различают реляционные, сетевые и иерархические СУБД.
|
|
|
