План

1. Комп’ютерна палеографія

2. Система управління базами даних. Елементи баз даних. Основні можливості баз даних.       

2. Система управління базами даних. Елементи баз даних. Основні можливості баз даних.

Сучасне життя важко уявити без ефективного управлін­ня. Важливою категорією є системи обробки інформації, від яких багато в чому залежить ефективність роботи будь-якого .підприємства чи установи. Така система повинна:

— забезпечувати одержання загальних і/або деталізова­них звітів за підсумками роботи;

— дозволяти легко визначати тенденції зміни найважли­віших показників;

— забезпечувати одержання оперативної інформації без істотних затримок;

— виконувати точний і повний аналіз даних.

Структурована інформація в комп'ютерних системах мі­ститься в базах даних. Ми розглянемо системи, що керують базами даних.

Якщо прикладна інформаційна система спирається на .певну систему керування даними, що має ці властивості, то така система керування даними є системою управління базами даних (СУБД).

Безпосереднє управління даними в зовнішній пам'яті Ця функція включає забезпечення необхідних структур зовнішньої пам'яті як для зберігання даних, які безпосередньо входять у БД, так і для службових цілей, наприклад, для при-дарення доступу до даних у деяких випадках (зазвичай для .цього використовуються індекси).

СУБД, як правило, працюють із БД значного розміру; принаймні, цей розмір завжди істотно більший за доступний обсяг оперативної пам'яті. Зрозуміло, що якщо при звертанні до будь-якого елемента даних буде здійснюватися обмін із зовнішньою пам'яттю, то вся система працюватиме зі швидкі­стю пристрою зовнішньої пам'яті. Практично єдиним спосо­бом реального збільшення цієї швидкості є буферизація даних в оперативній пам'яті. Тому в розвинутих СУБД підтримуєть­ся власний набір буферів оперативної пам'яті з власною дис­ципліною заміни буферів.

Транзакція — це послідовність операцій над БД, розгля­нутих СУБД як єдине ціле. Транзакція або успішно викону­ється і СУБД фіксує (COMMIT) зміни БД, зроблені цією транзакцією, або відкочується (ROLLBACK), і жодна з цих змін ніяк не відбивається на стані БД. Поняття транзакції не­обхідне для підтримки логічної цілісності БД.

Однією з основних вимог до СУБД є надійність збері­гання даних у зовнішній пам'яті. Під надійністю зберігання мається на увазі те, що СУБД повинна бути в змозі відновити останній погоджений стан БД після будь-якого апаратного або програмного збою. Зазвичай розглядаються два можливі види апаратних збоїв: так звані м'які збої, які можна трактува­ти як раптову зупинку роботи комп'ютера (наприклад аварій­не вимикання живлення), і тверді збої, що характеризуються втратою інформації на носіях зовнішньої пам'яті. Підтримка надійності зберігання даних у БД вимагає надмірності збері­гання даних, причому та частина даних, що використовується для відновлення, повинна зберігатися особливо надійно. Най­більш розповсюдженим методом підтримки такої надлишко­вої інформації є ведення журналу змін БД. Журнал — це особ­лива частина БД, недоступна користувачам СУБД і підтриму­вана з особливою старанністю (іноді підтримуються дві копії журналу, розташовані на різних фізичних дисках), у яку над­ходять записи про всі зміни основної частини БД. В усіх випа­дках дотримують стратегії «випереджувального» запису в журнал (так званого протоколу WriteAheadLog — WAL). Найпростіша ситуація відновлення — індивідуальне відкочу­вання транзакції.

Для роботи з базами даних використовуються спеціаль­ні мови, які називаються мовами баз даних. У сучасних СУБД зазвичай підтримується єдина інтегрована мова, що містить усі необхідні засоби для роботи з БД, починаючи від її створення, і забезпечує базовий інтерфейс користувача з базами даних. Стандартною мовою найбільш розповсюдже­них сьогодні реляційних СУБД є мова SQL (StructuredQueryLanguage).

Логічно в сучасній реляційній СУБД можна виділити внутрішню частину — ядро СУБД (часто його називають DataBaseEngine), компілятор мови БД (зазвичай SQL), підсисте­му підтримки часу виконання, набір утиліт. У деяких системах ці частини виділяються явно, в інших — ні, але логічно такий розподіл можна провести у всіх СУБД.

Ядро СУБД відповідає за управління даними в зовніш­ній пам'яті, управління буферами оперативної пам'яті, управ­ління транзакціями й журналізацію. Відповідно, можна виді­лити такі компоненти ядра (принаймні, логічно, хоча в деяких системах ці компоненти виділяються явно), як менеджер да­них, менеджер буферів, менеджер транзакцій і менеджер журналу. Ядро СУБД має власний інтерфейс, який недоступний користувачам прямо і використовується у програмах, зробле­них компілятором SQL(або в підсистемі підтримки виконан­ня таких програм) і утилітах БД. Ядро СУБД є основною резидентною частиною СУБД. При використанні архітектури «клієнт-сервер» ядро є основною складовою серверної части­ни системи.

Основною функцією компілятора мови БД є компіляція операторів мови БД у якусь виконувану програму.

В окремі утиліти БД зазвичай виділяють такі процедури, які занадто складно виконувати з використанням мови БД, наприклад, завантаження й вивантаження БД, збір статистики, глобальна перевірка цілісності БД і т. д. Утиліти програму­ються з використанням інтерфейсу ядра СУБД, а іноді навіть із проникненням усередину ядра.

Сучасні СУБД є об'єктно-орієнтованими і реляційними. Основною одиницею є об'єкт зі своїми властивостями і зв'язки між об'єктами. СУБД використовують кілька моде­лей даних: ієрархічну, мережну (з 1960-х років) і реляційну (з 1970-х). Основне розходження цих моделей полягає у представленні взаємозв'язків між об'єктами.

Ієрархічна модель даних будується за принципом ієрар­хії об'єктів, тобто один тип об'єкта є головним, усі, що лежать нижче, — підлеглими. Установлюється зв'язок «один до багатьох», тобто для певного головного типу існує кілька підлеглих типів об'єктів. Інакше кажучи, головний тип іме­нується вихідним типом, а підлеглі — породженими. У під­леглих типів можуть бути, у свою чергу, підлеглі типи. Най­вищий в ієрархії вузол (сукупність атрибутів) називають кореневим.

Мережна модель даних будується за принципом «голов­ний і підлеглий тип одночасно», тобто будь-який тип даних одночасно може породжувати кілька підлеглих типів (бути власником набору) і бути підлеглим для декількох головних (бути членом набору).

Реляційна модель даних об'єктів і зв'язки між ними пред­ставляються у вигляді таблиць, при цьому зв'язки теж розгля­даються як об'єкти. Усі рядки, що складають таблицю в реляційній базі даних, повинні мати первинний ключ. Усі сучасні засоби СУБД підтримують реляційну модель даних.

У реляційній моделі використовуються такі поняття.

Об'єкт (суть) елемент якої-небудь системи, інфор­мація про який зберігається. Об'єкт може бути як реальним (наприклад людина), так і абстрактним (наприклад подія — надходження людини до стаціонару).

Атрибут інформаційне відображення властивостей об'єкта. Кожен об'єкт характеризується набором атрибутів.

Таблиця упорядкована структура, що складається з кінцевого набору однотипних записів.

Первинний ключ атрибут (або група атрибутів), що дозволяє однозначно визначити кожен рядок у таблиці.

Альтернативний ключ атрибут (або група атрибу­тів), що не збігається з дозвільним первинним ключем і одно­значно визначає кожен рядок у таблиці.

Тип даних. Поняття типу даних у реляційній моделі даних повністю адекватне до поняття типу даних у мовах про­грамування. Зазвичай у сучасних реляційних БД допускається зберігання символьних, числових даних, бітових рядків, спеціалізованих числових даних (таких як «гроші»), а також спеціальних «темпоральних» даних (дата, час, часовий інтер­вал). Досить активно розвивається підхід до розширення мо­жливостей реляційних систем абстрактними типами даних.

Домен. Поняття домену є більш специфічним для баз даних, хоча й має деякі аналогії з підтипами в певних мовах програмування. У загальному вигляді домен визначається за­даванням певного базового типу даних, до якого належать елементи домену, і довільного логічного виразу, що застосовується до елемента типу даних. Якщо обчислення цього логі­чного виразу дає результат «істина», то елемент даних є елементом домену. Більш правильним інтуїтивним трактуванням по­няття домену є розуміння домену як припустимої потенційної, множини значень цього типу.

Схема відношення, схема бази даних. Схема відношення — це іменована множина пар {ім'я атрибута, ім'я домену (або типу, якщо поняття домену не підтримується)}. Ступінь або «арність» схеми відношення — потужність цієї множини. Схема БД (у структурному розумінні) — це набір іменованих, схем відношень.

Кортеж, відношення. Кортеж, що відповідає цій схе­мі відношення, — це множина пар {ім'я атрибута, значення}, яка містить одне входження кожного імені атрибута, що-належить схемі відношення. «Значення» є припустимим зна­ченням домену цього атрибута (або типу даних, якщо понят­тя домену не підтримується). У такий спосіб, ступінь або «арність» кортежу, тобто кількість елементів у ньому, збігається з «арністю» відповідної схеми відношення. Тобто кортеж — це набір іменованих значень заданого типу. Від­ношення — це множина кортежів, що відповідають одній, схемі відношення. Іноді, щоб не плутатися, кажуть «відношення-схема» і «відношення-екземпляр», іноді схему відно­шення називають заголовком відношення, а відношення як набір кортежів — тілом відношення.

Найбільш розповсюджене трактування реляційної моде­лі даних, очевидно, належить Дейту, який відтворює ЇЇ (із різ­ними уточненнями) практично у всіх своїх книгах. Згідно з Дейтом, реляційна модель складається з трьох частин, що опи­сують різні аспекти реляційного підходу: структурної части­ни, маніпуляційної частини й цілісної частини.

У структурній частині моделі фіксується, що єдиною структурою даних, яка використовується в реляційних БД, є нормалізоване відношення.

У маніпуляційній частині моделі стверджуються два фун­даментальні механізми маніпулювання реляційними БД — ре­ляційна алгебра і реляційне обчислення. Перший механізм базується в основному на класичній теорії множин (із деяки­ми уточненнями), а другий — на класичному логічному апара­ті обчислення предикатів першого порядку.

Основною функцією маніпуляційної частини реляційної моделі є забезпечення міри реляційності будь-якої конкретної мови реляційних БД: мова називається реляційною, якщо вона має не меншу виразність і потужність, ніж реляційна алгебра або реляційне обчислення.

У цілісній частині реляційної моделі даних фіксуються дві базові вимоги цілісності, що повинні підтримуватися в будь-який реляційній СУБД. Перша вимога називається вимогою цілісності сутностей. Об'єкту або сутності реального світу в реляційних БД відповідають кортежі відношень. Конкретна вимога полягає в тому, що будь-який кортеж будь-якого від­ношення можна відрізнити від будь-якого іншого кортежу цього відношення, тобто, інакше кажучи, будь-яке відношен­ня повинно мати первинний ключ.

Друга вимога називається вимогою цілісності за поси­ланнями. При дотриманні нормалізованості відношень склад­ні сутності реального світу представляються в реляційній БД у вигляді кількох кортежів кількох відношень. Атрибут нази­вається зовнішнім ключем, його значення однозначно харак­теризують сутності, представлені кортежами певного іншого відношення (тобто задають значення їхнього первинного клю­ча). Кажуть, що відношення, у якому визначений зовнішній ключ, посилається на відповідне відношення, у якому такий самий атрибут є первинним ключем. Вимога цілісності за по­силаннями, або вимога зовнішнього ключа, полягає в тому, що для кожного значення зовнішнього ключа, який з'являється у посланому відношенні, повинен знайтися кортеж у відношен­ні, на яке вказує посилання, з таким самим значенням первин­ного ключа або значення зовнішнього ключа повинне бути невизначеним (тобто ні на що не вказувати).

Обмеження цілісності сутності й за посиланнями повинні підтримуватися СУБД. Для дотримання цілісності сутності достатньо гарантувати відсутність у будь-якому відношенні кортежів із тим самим значенням первинного ключа.

Існують три підходи, кожний з яких підтримує цілісність за посиланнями. Перший підхід полягає в тому, що забороня­ється здійснювати видалення кортежу, на котрий існують по­силання (тобто спочатку треба або видалити кортежі, що по­силаються, або відповідним чином змінити значення їхнього зовнішнього ключа). При другому підході при видаленні кор-~ тёжу, на який є посилання, у всіх кортежах, що посилаються, значення зовнішнього ключа автоматично стає невизначеним. Нарешті, третій підхід (каскадне видалення) полягає в тому, що при видаленні кортежу з відношення, на яке є посилання,

Із відношення, що посилається, автоматично видаляються всі кортежі, що посилаються.

Технологія «Клієнт-сервер» — технологія, що розділяє СУБД-додатки на дві частини: клієнтську (інтерактивний гра­фічний інтерфейс, розташований на комп'ютері користувача) і сервер, що здійснює управління даними, розподіл інформації, адміністрування й безпеку (він знаходиться на виділеному комп'ютері). Взаємодія «клієнт-сервер» здійснюється в такий спосіб: клієнтська частина додатка формує запит до сервера баз даних, на якому виконуються всі команди, а результат ви­конання запиту відправляється клієнтові для перегляду й-ви­користання. Ця технологія застосовується, коли великі розмі­ри баз даних і обчислювальної мережі, і необхідна висока про­дуктивність при обробці даних, що зберігаються не на комп'ю­тері користувача (у великій установі зазвичай має місце саме така ситуація). Якщо технологія «клієнт-сервер» не застосо­вується, то для обробки навіть декількох записів весь файл копіюється на комп'ютер користувача, а тільки потім обробля­ється. При цьому різко зростає завантаження мережі, і знижу­ється продуктивність праці багатьох співробітників.

RAD (RapidApplicationDevelopment — швидка розроб­ка додатків) — підхід до розробки додатків, що передбачає широке використання готових компонентів і/або додатків і пакетів (у тому числі від різних виробників).

ODBC (OpenDatabaseConnectivity — відкритий доступ до баз даних) — технологія, що дозволяє використовувати бази даних, створені іншим додатком за допомогою SQL.

SQL (StructuredQueryLanguage — мова структурованих запитів) — універсальна мова, призначена для створення й виконання запитів, обробки даних як у власній базі даних до­датків, так і з базами даних, створених іншими додатками, що підтримують SQL. Також SQL застосовується для управління реляційними базами даних.

Характеристика роботи

Контрольна

Кількість сторінок: 17

Безкоштовна робота

Закрити

Історична інформатика 2

Замовити дану роботу можна двома способами:

  • Подзвонити: (097) 844–69–22
  • Заповнити форму замовлення:
Не заповнені всі поля!
Обов'язкові поля до заповнення «ім'я» і одне з полів «телефон» або «email»

Щоб у Вас була можливість впевнитись в наявності обраної роботи, і частково ознайомитись з її змістом, ми можемо за бажанням відправити частини даної роботи безкоштовно. Всі роботи виконані в форматі Word згідно з усіма вимогами щодо оформлення даних робіт.