ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Как отмечалось, БД в простейшем случае представляется в виде системы двумерных таблиц. Таблицы могут быть представлены в ПК либо в виде отдельных файлов, либо размещаться в одном файле.

Файл— информация, хранимая на электронном носителе после завершения отдельных заданий и рассматриваемая в процессе обработки как единое целое. Файл имеет имя и требует некоторого объе­ма памяти носителя, в качестве которого может выступать дискета, винчестер, компакт-диск (CD).

Поле — столбец файлового документа (таблицы). Имя поля час­то называют атрибутом.

Домен— совокупность значений одного поля.

Универсум— совокупность значений всех полей.

Запись — строка документа. Следует отметить, что это понятие неоднозначно. В реляционной модели данных запись — строка таб­лицы, в сетевой модели данных — элемент структуры, аналогичный примерно таблице в реляционной модели данных.

Запись логическая — поименованная совокупность данных, рас­сматриваемая пользователем как одно целое.

Запись физическая (совокупность данных записываемых/считы­ваемых одним блоком) характеризует расположение данных в физи­ческой памяти ПК.

Ключ — поле с уникальными (неповторяющимися) записями, используемое для определения места расположения записи. Ключ может состоять из совокупности полей (составной ключ), называе­мых суперключом.

Выделенный ключ — ключ, явно перечисленный вместе с реляци­онной схемой. В противном случае говорят о неявном ключе. Вводят и такие понятия как возможный ключ (ключ-кандидат), если любой из нескольких наборов полей может быть принят за составной ключ. Один из выделенных ключей называют первичным. При работе с несколькими связанными таблицами говорят о родительском ключе главной таблицы и внешнем ключе подчиненной таблицы. Иногда ключ называют идентификатором — атрибутом, значения которого однозначно определяют экземпляры объекта предметной области.

Предметная область — отражение в БД совокупности и объектов реального мира с их связями, относящимися к некоторой области знаний и имеющих практическую ценность для пользователя. По­нятие «идентификатор» используется и в физической базе данных.

Указатель — идентификатор, который ведет к заданной записи из какой-то другой записи в физической базе данных. Здесь запись — некоторый блок данных в памяти компьютера.

Приведем перечень используемых в дальнейшем терминов, де­тальное пояснение которых проводится в последующих разделах данной работы.

Администратор базы данных (АБД) — лицо, отвечающее за выра­ботку требований к БД, ее проектирование, реализацию, эффектив­ное использование и сопровождение.

Архитектура — разновидность (обобщение) структуры, в кото­рой какой-либо элемент может быть заменен на другой элемент, характеристики входов и выходов которого идентичны первому эле­менту. Понятие «принцип открытой архитектуры» используется при построении компьютера. Этот принцип означает, что вместо прин­тера одной марки (например, Epson) к компьютеру может быть подключен принтер другого типа (например, Hewlett Packard).

Безопасность — защита от преднамеренного или непреднамерен­ного нарушения секретности, искажения или разрушения.

Блокировка — неделимая операция, которая позволяет только одному процессу иметь доступ к совместно используемому ресурсу.

Вид (View) — таблица, вычисленная с помощью навигационной операции на основе исходной таблицы (таблиц). Вид может исполь­зоваться почти по тем же правилам, что и исходная таблица.

Внешняя схема — описание данных на концептуальном уровне. Как отмечалось, в реляционной БД порядок расположения полей (столбцов) таблицы безразличен. Однако для реализации следует выбрать вполне определенный порядок (схему). Чаще всего ключе­вые поля располагают в начале схемы.

Внутренняя схема — описание данных на физическом уровне.

Время доступа — промежуток времени между выдачей команды записи (считывания) и фактическим получением данных.

Время отклика — промежуток времени от момента запроса к БД до фактического получения данных.

Даталогическая модель — модель логического уровня, представ­ляющая собой отображение логических связей безотносительно к их содержанию и среде хранения.

Доступ — операция поиска, чтения данных или записи их.

Задание (работа) — программа или совокупность программ и преобразуемые этими программами данные.

Защита данных — противостояние базы данных несанкциониро­ванному доступу, преднамеренному искажению или разрушению информации.

Индекс— совокупность указателей, содержащих информацию о местоположении записи. Для ускорения поиска полям сопоставля­ют уникальный набор (числовой или символьный). Индекс может быть представлен и несколькими полями. Если при построении БД заданы индексы, то для поиска сначала их и используют. Если ин­дексов нет, то может проводиться длительный поиск путем перебо­ра данных.

Концептуальный — определение, относящееся к обобщенному представлению данных, независимому от СУБД. При проектировании БД выделяют концептуальную, логическую и физическую базы данных (модели), определение которых приведено позднее.

Кортеж — совокупность полей или запись (строка).

КОДАСИЛ (CODASIL) — набор стандартов для сетевых баз данных.

Логический — определение, относящееся к представлению или описанию данных, не зависящему от запоминающей среды или вы­числительной системы, однако «привязанное» к выбранной СУБД.

Машина баз данных (МБД) — вспомогательный периферийный процессор, выполняющий функции СУБД.

Метаданные— данные о данных, описание информационных ресурсов, их характеристик, местонахождения, способов использо­вания и т. д. Например, перечень таблиц с характеристиками каж­дой из них (имя, объем памяти и другие параметры).

Многозначная зависимость (MV-зависимость, зависимость 1:М) — для подсхем X, Y, Z, принадлежащих схеме R, Z = R — (XY) и кортежей t₂(X) = t₁(X) и t₃(Y) = t₁(Y) справедливо t₃(Z) = t₁(Z) и t₃(Z) = t₂(Z).

Модель данных — средство абстракции, позволяющее видеть информационное содержание (обобщенную структуру), а не их кон­кретные значения. Выделяют, как отмечалось, иерархическую, сете­вую, реляционную, объектно-ориентированную, объектно-реляци­онную и многомерную модели данных.

Навигация — операция, результат которой представлен единым объектом, полученным при прохождении пути по логической струк­туре БД. Иными словами, операция получения новой таблицы из полей связанных таблиц.

Независимость данных — возможность изменения логической и физической структуры БД без изменения представлений пользо­вателя.

Объект— термин, обозначающий факт, лицо, событие, предмет, о котором могут быть собраны данные. В реляционных СУБД выде­ляют такие основные объекты, как таблицы, формы, запросы, отче­ты, макросы, модули.

Объектно-ориентированное программирование — методология про­граммирования, основанная на представлении программ в виде свя­занной совокупности объектов, каждый из которых является экзем­пляром определенного класса, а классы образуют иерархию по на­следованию.

Объектно-ориентированное проектирование — методология про­ектирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпози­ции и приемы представления логических и физических, а также статических и динамических моделей проектируемой системы.

Подсхема— описание логического представления пользователя данной группы. Иными словами, это схема отдельного пользовате­ля БД, если их несколько. Из подсхем может быть составлена схема БД (для всех пользователей). Нетрудно видеть, что при наличии одного пользователя подсхема является схемой.

Программа — полное и точное описание алгоритма на некото­ром формальном языке программирования.

Процедура— некоторая подпрограмма.

Распределенная база данных (РБД) — единая БД, представленная в виде отдельных (возможно, избыточных и перекрывающихся) раз­делов на разных вычислительных средствах.

Связь— ассоциация между экземплярами примитивных или аг­регированных объектов (записей) данных.

Семантика— часть языка, касающаяся указания смысла и дей­ствия текста, составленного в соответствии с синтаксическими пра­вилами. Действия текста относится к операторам на некотором языке программирования.

Синтаксис — правила, определяющие разрешенные языковые конструкции, а также последовательности расположения символов в программе.

Система баз данных — совокупность СУБД, прикладного про­граммного обеспечения, базы данных, операционной системы и тех­нических средств, обеспечивающих информационное обслуживание пользователей.

Система управления базой данных (СУБД) — совокупность программных средств, обеспечивающих управление БД на всех уровнях.

Системный журнал — журнал регистрации всех изменений БД.

Словарь данных — набор обобщенных описаний данных БД, обеспечивает логически централизованное хранение метаданных.

Спецификация— операция, результатом которой является новая структура, построенная на основе структур базы данных.

Структура — совокупность элементов и их связей.

Сущность — примитивный объект данных, отображающий эле­мент предметной области (человек, место, вещь и т. д.).

Схема данных — описание логической структуры данных, спе­цифицированное на языке описания данных и обрабатываемое СУБД. Дело в том, что в общем случае поля таблицы (отношения) могут располагаться в произвольном порядке (семейство отношений). Для конкретного пользователя и в конкретной БД должен быть выбран и зафиксирован только один вариант порядка. Этот вариант назы­вают схемой (пользователя).

Транзакция — процесс изменения файла или БД, вызванный пе­редачей одного входного сообщения. Это сообщение (команду) час­то тоже называют транзакцией.

Функциональная зависимость (F-зависимость, зависимость 1:1): схема Y функционально зависит от X, если для кортежей t,(X) = t,(X), справедливо t,(Y) = t₂(Y), причем схемы X и Y могут принадлежать схеме R.

Хранимая запись — совокупность связанных элементов данных, соответствующая одной или нескольким логическим записям и со­держащая все необходимые служебные данные.

Хранилище данных — предметно-ориентированный, интегриро­ванный, привязанный ко времени и неизменный набор данных, предназначенный для поддержки принятия решений.

Целостность данных — устойчивость хранимых данных к разру­шению (уничтожению), связанному с неисправностями техничес­ких средств, системными ошибками и ошибочными действиями пользователей.

Элемент данных — наименьшая единица данных, имеющая смысл при описании информации; наименьшая единица поименованных данных.

Экземпляр — отдельный экземпляр объекта, записи, элемента данных.

Язык базы данных — общий термин, относящийся к классу язы­ков, которые используются для определения и обращения к базам данных.

Язык манипулирования данными (ЯМД) — командный язык, обес­печивающий доступ к содержимому БД и его обработку. Обработка предполагает вставку, удаление и изменение данных (операции об­новления).

Язык описания данных (ЯОД) — предназначен для описания дан­ных на концептуальном, логическом и физическом уровнях на ос­нове соответствующих схем. Речь идет о командах по формированию структуры (шапки) таблиц и связей между ними. Эти операции могут быть обеспечены визуальным языком программирования QBE или директивным языком программирования SQL.

Язык запросов — высокоуровневый язык манипулирования дан­ными, обеспечивающий взаимодействие пользователей с БД. Язык запросов предполагает выборку данных.

Следует отметить, что три группы операций с БД (описание, манипулирование, запрос) совмещены в языке SQL, а в некоторых СУБД — и в языке QBE.

Исходным элементом базы данных является таблица, структур­ные составляющие которой — поле и запись. Можно выделить две разновидности структуры таблиц: линейную и нелинейную. В ли­нейной структуре поля располагаются последовательно друг за дру­гом в произвольном порядке (табл. 1.11). В силу произвольности порядка для данной, конкретной реализации следует закрепить оп­ределенный вариант, называемый схемой пользователя.

Таблица 1.11