Теоретические аспекты системы управления базами данных — реферат

1. Теоретические аспекты системы управления базами данных

1.1 Возможности систем управления и перечень требований к базам данных

Система управления базами данных (СУБД) — это средство централизованного управления базами данных как социальным ресурсом в интересах всей совокупности пользователей и представляет собой набор программных средств, предназначенных для создания общей базы данных для множества приложений, поддержания её в работоспособном состоянии, предоставления пользователю всех допустимых средств для работы с данными и обеспечения эффективного доступа к данным в рамках предоставленных прав доступа [1, c.33].
Возможности, которые должна иметь СУБД, можно представить следующим образом [2, c.74]:
1. СУБД должна воспринимать и обрабатывать команды пользователей и приложений на выборку, изменение, добавление или удаление данных. Таким образом, в СУБД должен быть компонент, отвечающий за выполнение этих действий, - специальный язык обработки данных. Чаще всего этим языком является язык SQL;
2. СУБД должна иметь возможность принимать данные в исходной форме из различных по своей природе источников и преобразовывать их в форму, соответствующую собственным объектам;
3. СУБД должна иметь функции по обеспечению безопасности, целостности, а в случае повреждения и по восстановлению хранящейся в базе данных информации;
4. В СУБД должен входить компонент, хранящий сведения обо всех объектах, которыми оперирует данная СУБД, и связях между ними, а также сведения о самой СУБД, например, об используемой ею памяти, активных соединениях и т.д.;
5. Желательно, чтобы в СУБД были реализованы механизмы оптимизации, обеспечивающие максимальную эффективность выполнения всех функций СУБД.
Вообще говоря, перечень требований к СУБД, может изменяться в зависимости от поставленных целей. Можно выделить несколько групп критериев [3, c.100]:
1. моделирование данных;
2. особенности архитектуры и функциональные возможности;
3. контроль работы системы;
4. особенности разработки приложений;
5. производительность;
6. надежность;
7. требования к рабочей среде;
8. смешанные критерии;
9. стоимость.
Рассмотрим каждую из этих групп в отдельности.
1. Моделирование данных
Существует множество моделей данных; самые распространенные - иерархическая, сетевая, реляционная, объектно-реляционная и объектная. Системы.
Иерархическая модель данных - логическая модель данных в виде древовидной структуры.
Иерархическая модель данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.
Реляционная модель данных - логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.
На реляционной модели данных строятся реляционные базы данных.
Термин «реляционный» означает, что теория основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица. Необходимо помнить, что «таблица» есть понятие нестрогое и неформальное и часто означает не «отношение» как абстрактное понятие, а визуальное представление отношения на бумаге или экране. Некорректное и нестрогое использование термина «таблица» вместо термина «отношение» нередко приводит к недопониманию. Наиболее частая ошибка состоит в рассуждениях о том, что РМД имеет дело с «плоскими», или «двумерными» таблицами, тогда как таковыми могут быть только визуальные представления таблиц. Отношения же являются абстракциями, и не могут быть ни «плоскими», ни «неплоскими».
Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:
Модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;
Для реляционных баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;
Наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.
Сетевая модель данных - логическая модель данных, являющаяся расширением иерархического подхода, строгая математическая теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в сетевых базах данных.
Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.
Сетевая БД состоит из набора экземпляров определенного типа записи и набора экземпляров определенного типа связей между этими записями.
Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка. Для данного типа связи L с типом записи предка P и типом записи потомка C должны выполняться следующие два условия:
1) каждый экземпляр типа записи P является предком только в одном экземпляре типа связи L;
2) каждый экземпляр типа записи C является потомком не более чем в одном экземпляре типа связи L.
Вопрос об использовании той или иной модели должен решаться на начальном этапе проектирования информационной [4, c.106].

Комментарии: