5.Дайте определения понятиям «предметная область», «приложение», «программа», ЯОД, ЯМД.
6.Дайте классификацию СУБД и БД.
7.Охарактеризуйте состав СУБД.
8.Покажите соотношение СУБД и АБД.
9.Перечислите процедуры работы БД.
10.Назовите составляющие теории баз данных.
11.Перечислите основные элементы структуры БД с позиций ее реализации.
12.Каково назначение OLTP и OLAP? соотношение их свойств?
13.Опишите состав OLAP.
14.Назовите разновидности многомерной модели.
Концепция в общем смысле представляет некоторую систему взглядов на процесс или явление. Составными частями концепции являются совокупность принципов и методология. Под методологией понимается совокупность методов решения проблемы.
Принцип — правила, которыми следует руководствоваться в деятельности. Часто принципы формулируются в виде ограничений и требований, в частности, требований к базам данных.
С современных позиций следует порознь рассматривать требования, предъявляемые к транзакционным (операционным) базам данных и к хранилищам данных.
Первоначально перечислим основные требования, которые предъявляются к операционным базам данных, а следовательно, и к СУБД, на которых они строятся.
1. Простота обновления данных. Под операцией обновления понимают добавления, удаления и изменения данных.
2. Высокое быстродействие (малое время отклика на запрос). Время отклика — промежуток времени от момента запроса к БД и фактическим получением данных. Похожим является термин время доступа — промежуток времени между выдачей команды записи (считывания) и фактическим получением данных. Под доступом пони мается операция поиска, чтения данных или записи их.
3. Независимость данных.
4. Совместное использование данных многими пользователями.
5. Безопасность данных — защита данных от преднамеренного или непреднамеренного нарушения секретности, искажения или разрушения.
6. Стандартизация построения и эксплуатации БД (фактически СУБД).
7.Адекватность отображения данных соответствующей предмет ной области.
8.Дружелюбный интерфейс пользователя.
Важнейшими являются первые два противоречивых требования: повышение быстродействия требует упрощения структуры БД, что, в свою очередь, затрудняет процедуру обновления данных, увеличивает их избыточность.
Независимость данных — возможность изменения логической и физической структуры БД без изменения представлений пользователей. Независимость данных предполагает инвариантность к характеру хранения данных, программному обеспечению и техническим средствам. Она обеспечивает минимальные изменения структуры БД при изменениях стратегии доступа к данным и структуры самих исходных данных. Это достигается, как будет показано далее, «смещением» всех изменений на этапы концептуального и логического проектирования с минимальными изменениями на этапе физического проектирования.
Безопасность данных включает их целостность и защиту. Целостность данных — устойчивость хранимых данных к разрушению и уничтожению, связанных с неисправностями технических средств, системными ошибками и ошибочными действиями пользователей.
Она предполагает:
• отсутствие неточно введенных данных или двух одинаковых записей об одном и том же факте;
• защиту от ошибок при обновлении БД;
• невозможность удаления порознь (каскадное удаление) связанных данных разных таблиц;
• неискажение данных при работе в многопользовательском ре жиме и в распределенных базах данных;
• сохранность данных при сбоях техники (восстановление данных).
Целостность обеспечивается триггерами целостности — специальными приложениями-программами, работающими при определенных условиях. Для некоторых СУБД (например, Access, Paradox) триггеры являются встроенными.
Защита данных от несанкционированного доступа предполагает ограничение доступа к конфиденциальным данным и может достигаться:
• введением системы паролей;
• получением разрешений от администратора базы данных (АБД);
• запретом от АБД на доступ к данным;
• формированием видов — таблиц, производных от исходных и предназначенных конкретным пользователям.
Три последние процедуры легко выполняются в рамках языка структурированных запросов Structured Query Language — SQL, часто называемом SQL2.
Стандартизация обеспечивает преемственность поколений СУБД, упрощает взаимодействие БД одного поколения СУБД с одинаковыми и различными моделями данных. Стандартизация (ANSI/SPARC) осуществлена в значительной степени в части интерфейса пользователя СУБД и языка SQL. Это позволило успешно решить задачу взаимодействия различных реляционных СУБД как с помощью языка SQL, так и с применением приложения Open DataBase Connection (ODBC). При этом может быть осуществлен как локальный, так и удаленный доступ к данным (технология клиент—сервер или сетевой вариант).
Перейдем к требованиям, предъявляемым к хранилищам данных, которые структурно являются продолжением операционных баз данных.
Пусть в базе данных имеются данные об успеваемости студентов третьего курса, при этом текущими являются пятый и шестой семестры. Данные за первые четыре семестра находятся (переданы) в хранилище данных (ХД), т. е. фактически в дополнительной, специфической базе данных. Необходимо запросить в хранилище фамилии студентов, которые первые четыре семестра учились только на отлично.
Иными словами, данные из операционной БД периодически передаются в электронный архив (в рассмотренном примере — данные за первые четыре семестра), а затем могут быть обработаны в соответствии с запросом пользователя.
Поскольку данные в хранилище практически не изменяются, а лишь добавляются, требование простоты обновления становится неактуальным. На первое место — в силу значительного объема данных в хранилище — выходит требование высокого быстродействия.
К хранилищам данных предъявляются следующие дополнительные требования:
• высокая производительность загрузки данных из операционных БД;
• возможность фильтрования, переформатирования, проверки целостности исходных данных, индексирования данных, обновления метаданных;
• повышенные требования к качеству исходных данных в части обеспечения их непротиворечивости, поскольку они могут быть получены из разных источников;
• высокая производительность запросов;
• обеспечение высокой размерности;
• одновременность доступа к ХД;
• наличие средств администрирования.
Поддержка анализа данных соответствующими методами (инструментами).
Э.Ф. Кодд на основе своего опыта предъявил следующие требования к системе OLAP.
1.Многомерное концептуальное представление данных.
2.Прозрачность технологии и источников данных.
3.Доступность к источникам данных при использовании различных моделей данных.
4.Неизменная производительность подготовки отчетов при росте объема, количества измерений, процедур обобщения данных.
5. Использование гибкой, адаптивной, масштабируемой архитектуры клиент—сервер.
6. Универсальность измерений (формулы и средства создания отчетов не должны быть привязаны к конкретным видам размерностей).
7. Динамическое управление разреженностью матриц (пустые значения NULL должны храниться эффективным образом).
8. Многопользовательская поддержка.
9. Неограниченные операционные связи между размерностями.
10.Поддержка интуитивно понятных манипуляций с данными.
11.Гибкость средств формирования отчетов.
12.Неограниченное число измерений и уровней обобщения.
Перечисленные требования отличны от требований к операционным БД, что вызвало появление специализированных БД — хранилищ данных.
