Обеспечение возможности стандартизации. При этом облегчается обмен данными с другими автоматизированными системами, а также процедуры контроля и восстановления данными.
Комплексная оптимизация на основе анализа требований пользователя. Выбираются такие структуры данных, которые обеспечивают наилучшее обслуживание.
Следует подчеркнуть, что основной проблемой централизованного управления данными является обеспечение независимости прикладных программ от данных. Это объясняется тем, что интеграция данных, оптимизация структур данных требуют изменения хранимого представления данных и метода доступа к данным.
Вывод: Главной отличительной чертой банка данных является наличие централизованного управления данными.
1.6 Структура банка данных
Банк данных является автоматизированной системой. Основными компонентами которой являются: база данных, система управления базой данных, администратор базы данных, словарь данных, вычислительная система и обслуживающий персонал.
Банк данных
Вычисли-тельная система
База дан-ных
Система управления базой данных
Словарь данных
Админист-ратор базы данных
Обслужи-вающий персонал
Операции-онная система
Техничес-кие средства
Рассмотрим некоторые компоненты этой структуры.
База данных – это даталогическое представление информационной модели предметной области.
СУБД – это специальный пакет программ с помощью которого реализуется централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным. В каждой СУБД имеются трансляторы или интерпретаторы с языка описания данных (ЯОД) и языка манипулирования данными (ЯМД), которые едины для всего банка.
Схема данного – это описание структуры данных на каком-либо формализованном языке.
Язык описания данных – это язык высокого уровня, который предназначен для задания схемы базы данных. С его помощью описываются типы данных, их структура и связи между данными. В соответствии с полученным описанием данных СУБД может найти в базе требуемые данные, преобразовать их требуемым образом и передать их, например, в прикладную программу.
Язык манипулирования данными – представляет собой систему команд, таких как сортировка, добавление, удаление, поиск и т.д.
Схему взаимодействия прикладной программы с СУБД можно представить в виде:
Прикладная программа
СУБД
START
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Рабочая область
Инициализация передачи
данных и их редактирование
СУБД на основе запроса прикладной программы, сформулированного на языке манипулирования данными, находит в базе требуемые данные, преобразует их и предает пользователю.
Отметим, что именно в СУБД используются средства защиты данных как от сбоев технических средств, так и несанкционированного доступа. Наиболее простыми средствами защиты являются пароли файлов, в больших системах, как правило, применяются сложные программные процедуры защиты.
Словарь данных – это специальная система в банке данных, которая предназначена для хранения единообразной централизованной информации обо всех ресурсах конкретного банка данных.
В словаре содержатся следующие сведения:
- об объектах, их свойствах и отношениях для конкретной предметной области;
- о данных, хранимых в базе: наименование, структура этих данных;
- коды защиты данных;
- источники информации и т.д.
Словарь позволяет уменьшить избыточность и противоречивость данных, использовать единую терминологию для данной предметной области.
Администратор базы данных – это лицо или группа лиц, которые реализуют управление базой данных. Если рассматривать банк данных как систему управления, то в качестве объекта управления выступает база данных, а в качестве управляющего органа – группа специалистов. Поэтому банк данных рассматривают как автоматизированную систему.
Основная функция администратора базы данных – это обеспечение структур данных, взаимосвязи между ними в форме удобной для конкретного пользователя, т.е. выполнение функции администрирования. Важнейшим требованием для эффективной работы администратора базы данных является независимость прикладных программ от самих данных. В основе метода обеспечения независимости лежит следующая идея: пользователям системы требуется информационное содержание данных, а не детали и особенности их построения в ЭВМ. Поэтому эти подробности в прикладную программу не помещают. Вся эта информация реализуется через языки ЯМД и ЯОД, либо через специализированные языки запросов.
1.7 Архитектура банка данных и этапы проектирования баз данных
Современные банки данных имеют 3-х уровневую архитектуру. Покажем ее на рисунке.
пользователь
П1
П2
Пn
Комплекс системных программ
ПП1
ПП2
ППn
РО
РО
РО
Внешний уровень
ВМД1
ВМД2
ВМДn
Концептуальный уровень
КМД
Внутренний уровень
ВнМД
ПП1…, ПП2 - прикладная программа
РО – рабочая область
ВМД- внешняя модель данных
КМД – концептуальная модель данных
ВнМД – внутренняя модель данных
ФБД – физическая база данных
Рассмотрим модели данных.
ВнМД или физическая модель – эта модель отражает особенности размещения баз данных во внешней памяти вычислительной системы. Модель содержит сведения о характеристиках устройств внешней памяти, форматах записей, индексов каталогов и т.п. Обычно при проектировании СУБД не разрабатывают программу манипулирования данными на физическом уровне, а используют программы методов доступа, имеющиеся в операционной системе. Такой подход обеспечивает независимость операций хранения и обработки данных от используемых технических средств.
ВМД – это уровень логического представления данных для каждого пользователя. ВМД отражает некоторую часть концептуальной модели данных, она имеет свою схему (подсхему). В базе данных имеется столько внешних схем, сколько требуется для описания различных внешних моделей. Такой подход позволяет упростить работу пользователей, т.к. каждый пользователь работает со своими данными, а также обеспечивает более надежную защиту данных.
КМД – это уровень глобального логического представления информационного содержания базы данных. КМД имеет свою схему.
Таким образом, в 3-х уровневой архитектуре банка данных СУБД реализует следующее отображение:
ВМД→КМД→ВнМД→ФБД
Следует отметить, что для унификации процессов обмена информацией между пользователями и системой, между администратором базы данных и системой, между моделями данных различных уровней в процессе проектирования разрабатываются соответствующие интерфейсы. Эти интерфейсы реализуются с помощью ЯОД, ЯМД.
.
.
.
КМД
ВнМД
