Классификация БД. СУБД и ее компоненты. Логическое и физическое описание данных.

Классификация баз данных БД разделяются: по модели представления данных (по связи между данными) по организации хранения данных и обращения к ним по типу хранимой информации

Классификация БД по модели представления данных: Иерархические Сетевые Реляционные Объектно-ориентированные

Иерархическая БД База данных, в которой связь между элементами осуществляется по типу подчинения и схематично изображается в виде дерева. Иерархия начинается с корневого узла. Каждый узел имеет только одного «предка» и N «потомков». (+) простота и однозначность представления, легкость адресации (–) существенная зависимость от программно- аппаратных средств Пример: дерево папок Windows, каталог товаров Интернет

Иерархическая БД Прайс-лист: Продавец (уровень 1) Товар (уровень 2) Модель (уровень 4) Цена (уровень 5) Изготовитель (уровень 3) $306 $312 S93 X93B Sony Phillips Samsung Мониторы Принтеры Кей

Сетевая БД Возможно существование любых взаимосвязей между объектами. Если изобразить эту модель графически, то получится набор узлов на плоскости, связанных линиями со стрелками. (+) теоретически возможны сколь угодно сложные связи между объектами; (–) сложность реализации, существенная зависимость от программно-аппаратных средств Пример: служба WWW – документы, произвольно связанные ссылками.

Сетевая БД БГ А В

Реляционная БД Представление данных в виде системы взаимосвязанных таблиц. Каждый объект системы описывается в виде таблицы с набором свойств (атрибутов), а взаимосвязь между объектами – связями между таблицами. (+) простота; относительная независимость от программных и аппаратных средств; (–) существенная зависимость скорости обработки от объема БД Использование: большинство существующих СУБД

Реляционная БД Продавцы Код Название Адрес Телефон Сайт Изготовители Код Название Страна Сайт Модели Код Название Код изготовителя Товары Код Название Прайс-лист Код записи Код продавца Код изготовителя Код товара Код модели Цена

Объектно-ориентированная БД БД в которой, данные представлены в виде абстрактных объектов, наделённых свойствами, в виде неструктурированных данных, и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира.

Классификация БД по организации хранения данных и обращения к ним локальные (персональные) - БД и СУБД находятся на одном компьютере и не может работать по сети; сетевые (интегрированные) - БД и СУБД находится на сервере сети, а приложение на компьютере пользователя посылает запрос и получает результат; распределенные базы данных – БД находятся на множестве компьютеров в сети, а СУБД осуществляет контроль над ними, а приложение на компьютере пользователя посылает запрос к СУБД и получает результат.

Классификация БД по типу хранимой информации документальные, фактографические, лексикографические. Среди документальных БД различают библиографические, реферативные и полнотекстовые. К лексикографическим БД относятся различные словари (классификаторы, многоязычные словари, словари основ слов и т. п.).

Свойства БД Избыточность информации Логическая независимость данных Физическая независимость данных

Избыточность информации Превышение количества информации, используемой для передачи или хранения сообщения, над его информационной энтропией (полезность). Различают: Управляемую избыточность Неуправляемую избыточность

Логическая независимость данных Общая логическая структура данных может быть изменена без изменения прикладных программ Представление данных в приложении не должно зависеть от структуры реляционных таблиц. Если в процессе нормализации одна реляционная таблица разделяется на две, представление должно обеспечить объединение этих данных, чтобы изменение структуры реляционных таблиц не сказывалось на работе приложений.

Физическая независимость данных Физическое расположение и организация данных могут изменяться, не вызывая при этом изменений ни общей логической структуры данных, ни прикладных программ Приложения не должны зависеть от используемых способов хранения данных на носителях, от аппаратного обеспечения компьютеров, на которых находится реляционная база данных.

Компоненты СУБД Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. 1. Место хранения данных и метаданные 2. Менеджер памяти 3. Менеджер транзакций

Компоненты СУБД

Место хранения данных и метаданных Метаданные – информация о структуре данных Индекс – это структура данных, помогающая быстро найти элементы данных при наличии части их значения

Менеджер памяти Задача: получать требуемую информацию из хранилища данных и изменять в нем информацию по требованию выше уровней системы

Процессор запросов Задача – найти лучший способ выполнения требуемой операции и дать соответствующие команды менеджеру памяти. Этот элемент не только обрабатывает запросы, но и запрашивает изменения данных или метаданных.

Менеджер транзакций Отвечает за целостность системы. Он должен обеспечить одновременную обработку множества запросов и защиту данных на случай выхода системы из строя. Он взаимодействует с менеджером запросов, т.к. должен знать, на какие данные воздействуют текущие запросы и может отложить определенные запросы или операции. Он взаимодействует с менеджером памяти, т.к. схемы защиты данных обычно включают в себя хранение файла регистрации изменений данных.

Три типа обращений СУБД Запросы по получению некоторой информации из базы данных Модификации – это операции по изменению данных Модификации схемы – это команды, которые обычно даются персоналом, администраторами БД, имеющими право изменять схемы БД или создавать новую БД

Транзакция Это группа операций, которые необходимо выполнить последовательно как единое целое Требования, предъявляемые к выполнению транзакций (их называют ACID – свойства): Атомарность Непротиворечивость Изоляция Долговременность

Трехуровневая система организации базы данных