Лекция 6 Лекция 6 Введение в обработку данных. Среда хранения и средства обработки информационных массивов. Эволюция и характеристика концепций обработки данных. Обобщенная схема выборки данных в ОС и СУБД

Термины логический и физический как отражение различия аспектов представления данных Логическое представление указывает на то, как данные используются в прикладной программе, т.е. отражает логику обработки. Логическая запись – идентифицируемая (именованная) совокупность элементов или агрегатов данных, воспринимаемая прикладной программой как единое целое при обмене информацией с внешней памятью. Физическое представление – это то, как данные хранятся на физическом носителе. Физическая запись - совокупность данных, которая может быть считана или записана как единое целое одной командой ввода-вывода.

Буфер устройства Магнитный Диск Поверхность носителя Сектор 1 Сектор 2 Сектор 3 Сектор 1 Сектор 2 Кластер К Кластер К+1 Запись I-1Запись IЗапись I+1 Запись I Контроллер устройства Операционная система Оперативная память Прикладная программа Системный буфер Рабочая область прикладной программы Подсистема ввода- вывода Драйвер устройства Файловая система Запись I Запись I+1 Запись I Параметры устройства Логическая структура устройства Определение файла Определение данных ОС Схема организации файлового ввода-вывода

Эволюция концепций обработки данных Методы доступа к записям Первые СУБД СУБД Простые (линейные) файлы данных начало 60-х годов конец 60-х годов начало 70-х годов настоящее время

Простые (линейные) файлы данных Записи в файлах размещаются и обрабатываются последовательно. Физическая структура хранения данных точно такая же, как логическая. Прикладной программист определяет физическое расположение данных и включает формирование физической структуры в прикладные программы. Если структура данных или запоминающее устройство изменяется, прикладную программу необходимо переписать. Наборы данных обычно создаются и оптивизируются для одного приложения. Файл логически х записей Файл физических записей ПО ввода/ вывода

Методы доступа к записям Логическая и физическая структуры файла различаются между собой, но взаимосвязь между ними достаточно простая. Запоминающее устройство можно менять без изменения прикладной программы. Файл создается в прикладной про- грамме как набор данных с последовательным, индексно-последовательным или с прямым доступом (по физическому адресу). Типовое программное обеспечение системы обработки данных представляет собой методы доступа, но не «управление данными». Данные разрабатываются и опти- визируются для одного приложения. Средства обеспечения защиты данных недостаточно надежные. Логический файл Последовате льный набор данных Метод доступа Логический файл Набор данных прямого доступа Метод доступа с адресацией

Первые системы управления базами данных Различные логические файлы могут быть получены из одних и тех же физических данных. Доступ к одним и тем же данным может осуществляться различными приложениями по различным путям. Данные адресуются на уровне полей и групп. Используется поиск по многим ключам. Физическая структура данных независима от прикладных программ. Элементы данных являются общими для различных приложений. Отсутствие избыточности способствует целостности данных. Логические файлы прикладных программ Физическая база данных

Системы управления базами данных Независимость логических данных Независимость физических данных Логические файлы прикладных программистов Глобальное логическое описание данных Концептуальная схема Физическая база данных Логическая независимость данных означает, что общая логическая структура данных может быть изменена без изменения прикладных программ. Физическая независимость данных означает, что физическое расположение и организация данных могут изменяться, не вызывая при этом изменения ни общей логической структуры данных, ни прикладных программ. Система обеспечивает привязку данных связывание физического представления данных с программой, которая эти данные использует, путем преобразования обращения прикладной программы к логической записи (или к ее элементам) в машинные обращения к физической записи и ее элементам.

Схема управления данными в СУБД СУБД Элементы данных Рабочий буфер Внешняя схема Системный буфер База данных ОС Концептуальная схема Физическая схема Управление данными Управление доступом Управление вводом- выводом Клиентское приложение Структуры данных приложения

Отличительные особенности обработки данных, характерные для файловых систем файл, как правило, представляет собой совокупность записей одного типа, доступ к которым определяется типом организации файла и осуществляется только средствами операционной системы; файл описывают и используют в прикладной программе, работающей с данными.

Отличительные особенности обработки данных, характерные для систем управления базами данных база данных представляет собой совокупность данных разного типа, причем часто по одним данным получают другие; база данных существует независимо от конкретной прикладной программы – база создается с целью интеграции данных, объединяющей данные многих приложений (но определенного назначения). База данных предназначена для совместного, многофункционального использования многими пользователями один раз введенных данных.