🗊Презентация История развития и поколения СУБД. Классификация СУБД. Архитектура СУБД. Основные компоненты СУБД

История развития и поколения СУБД. Классификация СУБД. Архитектура СУБД. Основные компоненты СУБД.

История развития и поколения СУБД. Классификация СУБД. Архитектура СУБД. Схема ее работы и характеристика основных компонентов. Роль администраторов баз данных. Уровни представления информации в базах данных. Логическая и физическая независимость данных и средства ее обеспечения. История развития и поколения СУБД. Классификация СУБД. Архитектура СУБД. Схема ее работы и характеристика основных компонентов. Роль администраторов баз данных. Уровни представления информации в базах данных. Логическая и физическая независимость данных и средства ее обеспечения.

Этапы проектирования БД 1. Системный анализ и словесное описание информационных объектов предметной области. 2. Информационно-логическое (инфологическое) проектирование - создание инфологической модели предметной области – частично формализованного описания объектов предметной области в терминах некоторой семантической модели. Наиболее традиционная из них называется моделью сущности – связи (E/R- модель, entity-relationship), имеет графическую природу (прямоугольники, стрелки, ромбы). 3. Выбор СУБД и других инструментальных программных средств. 4. Даталогическое (или логическое) проектирование, т.е. описание БД в терминах принятой даталогической модели данных (наиболее распространена реляционная, т.е. E/R-модель преобразуем в реляционную). 5. Физическое проектирование БД, т.е. выбор эффективного размещения БД на внешних носителях для обеспечения наиболее эффективной работы приложения.

Подходы к выбору состава и структуры предметной области 1. Функциональный подход – он реализует принцип движения “ от задач ” и применяется тогда, когда заранее известны функции некоторой группы лиц и комплексов задач, для обслуживания информационных потребностей которых создается рассматриваемая БД. В этом случае мы можем четко выделить необходимый минимальный набор объектов предметной области, которые должны быть описаны. 2. Предметный подход – когда информационные потребности будущих пользователей БД жестко не фиксируются. Они могут быть многоаспектными и динамичными. БД, конструируемая при этом, называется предметной.

Пример описания предметной области «Библиотека» Пусть требуется разработать информационную систему для автоматизации учета получения и выдачи книг в библиотеке. Система должна предусматривать режимы ведения систематического каталога, отражающего перечень областей знаний, по которым имеются книги в библиотеке. Области знаний в систематическом каталоге могут иметь уникальный внутренний номер и полное наименование. Каждая книга может содержать сведения из нескольких областей знаний. Каждая книга в библиотеке может присутствовать в нескольких экземплярах. Книга, хранящаяся в библиотеке, характеризуется следующими параметрами: уникальный шифр (ISBN); название; фамилии авторов (могут отсутствовать); место издания (город); издательство; год издания; количество страниц; стоимость книги; количество экземпляров книги в библиотеке. Книги могут иметь одинаковые названия, но они различаются по своему уникальному шифру (ISBN). В библиотеке ведется картотека читателей. На каждого читателя в картотеку заносятся следующие сведения: фамилия, имя, отчество; домашний адрес; телефон (будем считать, что у нас два телефона — рабочий и домашний); дата рождения. Каждому читателю присваивается уникальный номер читательского билета. Каждый читатель может одновременно держать на руках не более 5 книг. Читатель не должен одновременно держать более одного экземпляра книги одного названия.

Каждая книга в библиотеке может присутствовать в нескольких экземплярах. Каждый экземпляр имеет следующие характеристики: уникальный инвентарный номер; шифр книги, который совпадает с уникальным шифром из описания книг; место размещения в библиотеке. В случае выдачи экземпляра книги читателю в библиотеке хранится специальный вкладыш (листок читательского требования), в котором должны быть записаны следующие сведения: номер билета читателя, который взял книгу; дата выдачи книги; дата возврата. Предусмотреть следующие ограничения на информацию в системе: Книга может не иметь ни одного автора. В библиотеке должны быть записаны читатели не моложе 17 лет. В библиотеке присутствуют книги, изданные начиная с 1960 по текущий год. Каждый читатель может держать на руках не более 5 книг. Каждый читатель при регистрации в библиотеке должен дать телефон для связи: он может быть рабочим или домашним. Каждая область знаний может содержать ссылки на множество книг, но каждая книга может относиться к различным областям знаний. С данной информационной системой должны работать следующие группы пользователей: библиотекари; читатели; администрация библиотеки.

При работе с системой библиотекарь должен иметь возможность решать следующие задачи: Принимать новые книги и регистрировать их в библиотеке. Относить книги к одной или к нескольким областям знаний. ……….. Читатель должен иметь возможность решать следующие задачи: Просматривать системный каталог, то есть перечень всех областей знаний, книги по которым есть в библиотеке. По выбранной области знаний получить полный перечень книг, которые числятся в библиотеке. Этот пример показывает, что перед началом разработки необходимо иметь точное представление о том, что же должно выполняться в нашей системе, какие пользователи в ней будут работать, какие задачи будет решать каждый пользователь. И это правильно, ведь когда мы строим здание, мы тоже заранее предполагаем: для каких целей оно предназначено, в каком климате оно будет стоять, на какой почве, и в зависимости от этого проектировщики могут предложить нам тот или иной проект. Но, к сожалению, очень часто по отношению к базам данных считается, что все можно определить потом, когда проект системы уже создан. Отсутствие четких целей создания БД может свести на нет все усилия разработчиков, и проект БД получится «плохим», неудобным, не соответствующим ни реально моделируемому объекту, ни задачам, которые должны решаться с использованием данной БД.

Строим инфологическую модель

Инфологическая модель БД «Библиотека»

Из методического указания к лабораторным работам

Краткая история развития БД

Поколения СУБД. Их характеристика. К СУБД первого поколения относят СУБД на основе сетевой модели данных (их иногда называют CODASYL-системы) и системы на основе иерархических подходов. СУБД второго поколения – реляционные СУБД третьего поколения – объектно-реляционные и объектно-ориентированные.

Критерии классификации СУБД По степени универсальности (сфере применения) : СУБД общего назначения (СУБД ОН) и специализированные СУБД (СпСУБД). По используемой модели данных иерархические, сетевые, реляционные; объектно-ориентированные СУБД. По методам организации хранения и обработки данных : централизованные (локальные, файл – серверные, клиент-серверные) и распределённые СУБД. По сфере применения справочные системы и системы обработки данных. Классификация по масштабу систем: персональные; уровня группы, отдела, предприятия; корпоративные; географически распределенные.

Что такое распределенная СУБД? Распределенная СУБД – это СУБД, поддерживающая работу с распределенными базами данных. Одно из определений распределенной БД: "Распределенная БД - это множество физических баз данных, которые выглядят для пользователя как одна логическая БД". К сожалению на сегодняшний день ни одна СУБД полностью не реализует это определение. Наиболее близко к его реализации подошли следующие СУБД: - Informix On-Line фирмы Informix Software; - Ingres Intelligent Database фирмы Ingres Corp; - Oracle (version 7) фирмы Oracle Corp; - Sybase System 10 фирмы Sybase Inc.

Основные компоненты СУБД и их состав

Основные компоненты СУБД и их состав

Основные компоненты СУБД и их состав.

Основные компоненты СУБД и их состав

Схема трехуровневой архитектуры ANSI для СУБД. Описание назначений уровней.

Логическая и физическая независимость уровней при работе с данными. Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей "на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных. Это именно то, чего не хватало при использовании файловых систем. Выделение концептуального уровня позволило разработать аппарат централизованного управления базой данных.

Определение схемы и подсхемы БД. Определение схемы и подсхемы БД. С понятием «трехуровневая архитектура баз данных» связаны понятия «схема» и «подсхема». Описание общей логической структуры базы данных называют схемой. Ее называют иногда общей моделью данных. На основе одной схемы можно составить много различных подсхем (в зависимости от требований пользователей к БД).

Модель данных. Классификация моделей данных. Инфологическая модель.

Определение понятия «модель» Определение понятия «модель» Модель - это такой материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе познания (созерцания, анализа и синтеза) замещает объект-оригинал. Модель  — это упрощенное представление реального устройства, процесса, явления. Процесс построения и исследования моделей называется моделированием, облегчает изучение имеющихся в реальном устройстве (процессе, явлении) свойств и закономерностей. Применяют для нужд познания (созерцания, анализа, синтеза).

Определение понятия «модель данных» Определение понятия «модель данных» Модель данных — это некоторая интерпретация даных, связанная с этапом проектирования БД, которая трактуется как сведения, имеющие определенную структуру. Модель данных – это логическое определение объектов, связанное с этапом проектирования БД.

Из «Энциклопедии технологий баз данных» М.Р. Когаловского

Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация

Инфологическая модель предметной области – это частично формализованное описание объектов предметной области в терминах некоторой семантической модели. Более традиционная из них называется моделью сущность – связь (E/R- модель, entity-relationship), имеет графическую природу (прямоугольники, стрелки, ромбы). Инфологическая модель предметной области – это частично формализованное описание объектов предметной области в терминах некоторой семантической модели. Более традиционная из них называется моделью сущность – связь (E/R- модель, entity-relationship), имеет графическую природу (прямоугольники, стрелки, ромбы).

Модель «сущность – связь» E/R-модель (или модель сущность – связь) создана Питером Ченом в 1976 году. E/R-модель стала фактическим стандартом при инфологическом моделировании БД по следующим причинам. 1) большинство современных CASE-средств содержат инструментальные средства для описания данных в формализме этой модели; 2) разработаны методы автоматического преобразования проекта БД из E/R-модели в реляционную, при этом преобразование выполняется в даталогическую модель, соответствующую конкретной СУБД.

Компоненты E/R-модели: Компоненты E/R-модели: Сущность — это реальный или представляемый набор однотипных объектов, информация о котором характеризует предметную область. В системе существует множество экземпляров данной сущности ( если проводить аналогию с ООП, то множества сущностей – класс, каждая сущность – объект (экземпляр класса). 2. Атрибуты – значения, описывающие свойства сущности. Набор атрибутов, однозначно идентифицирующий конкретный экземпляр сущности, называется ключевым. 3. Связи – бинарные ассоциации, показывающие, каким образом сущности соотносятся или взаимодействуют между собой. Связь может существовать между двумя разными сущностями или между сущностью и ей же самой. Если есть связь между двумя сущностями, то она определяет взаимосвязь между экземплярами одной и другой сущности.

Типы связей в ER-модели Типы связей в ER-модели С точки зрения множественности: Один к одному (1:1), один ко многим (1:М), многие ко многим (М:М). С точки зрения обязательности: Обязательная ( экземпляр первой сущности ДОЛЖЕН быть связан с экземпляром второй сущности) Необязательная ( экземпляр первой сущности МОЖЕТ быть связан с экземпляром второй сущности)

Инфологическая модель БД «Библиотека»

Рассмотрим трактовку инфологической модели ее создателем, Питером Ченом.

Начертите инфологическую модель выбранной предметной области в графической нотации Питера Чена

Вопросы к первому модулю (дисциплина «Базы данных») Назовите две основных области использования вычислительной техники. Кратко охарактеризуйте основные этапы эволюции концепций БД. Дайте определения следующих фундаментальных понятий теории баз данных: – информация; – данные; – база данных – система управления базами данных (СУБД); – информационная система. Поколения СУБД. Их характеристика. Критерии классификации СУБД. Перечислите СУБД в зависимости от используемой модели данных. Что такое распределенная СУБД? Назовите СУБД, поддерживающие клиент-серверную архитектуру. Попробуйте самостоятельно классифицировать СУБД «1С» по изученным критериям. Перечислите основные функции СУБД. Назовите основные компоненты СУБД и их состав. Чем, по вашему мнению, отличаются понятия «администратор баз данных» и «администратор данных»? Начертите схему трехзвенной архитектуры ANSI для СУБД. Опишите назначение уровней. Что предполагает логическая и физическая независимость уровней при работе с данными. Дайте определение схемы и подсхемы БД. Дайте определение понятия «модель данных». Как модели данных связаны с этапами проектирования базы данных? Какой способ инфологического моделирования используется в лабораторной работе №1? Какие теоретико-графовые модели вы знаете? Перечислите этапы проектирования БД. Каковы основные требования к проектируемой БД? Охарактеризуйте функциональный и предметный подходы к описанию предметной области.

Вопросы к первому модулю (дисциплина «Базы данных») Дайте определение инфологической модели. Назовите автора и год создания метода инфологического моделирования «сущность-связь». Перечислите основные компоненты ER-модели. Дайте определение понятий:– сущность; – связь; – атрибут; – ключевой атрибут. Какие типы связей вы знаете? Начертите инфологическую модель выбранной предметной области в графической нотации Питера Чена. Назовите СУБД, поддерживающую иерархическую модель данных. Назовите основные элементы иерархической модели данных. Граф какого вида лежит в основе сетевой модели данных? Назовите основные элементы сетевой модели данных. Назовите автора реляционной модели данных. Назовите автора фундаментальных трудов в теории реляционных баз данных. Что такое CODASYL? Кого считают автором сетевой модели данных? Что такое IDS и IDMS ?