Базы данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Компоненты банка данных

Состав банка данных. Банк данных является сложной человеко-машинной системой, включающей в свой состав различные взаимосвязанные и взаимозависимые компоненты.

Информационная компонента. Ядром БнД является база данных.

База данных - это поименованная совокупность взаимосвязанных данных, находящихся под управлением СУБД.

Существует множество определений базы данных. Некоторые из них устарели и не соответствуют современным представлениям о БнД.

В технической документации некоторых СУБД, а также в некоторых литературных источниках в состав БД включаются не только собственно хранимые данные о предметной области, но и описания БД. Более правильно описания баз данных считать самостоятельными компонентами БнД даже если они хранятся вместе с самими данными.

Описания баз данных относятся к метаинформации, т.е. информации об информации. Описания баз данных часто называют схемой. Кроме того, в БнД могут присутствовать описания отдельных частей баз данных с точки зрения отдельных пользователей - подсхемы.

Кроме описания баз данных, в состав метаинформации, хранимой в БнД, может включаться информация о предметной области, необходимая для проектирования системы, о пользователях БнД, о проектных решениях и некоторая другая информация.

Центральное хранилище метаинформации называется словарем данных. В литературе также используются термины словарь-справочник, энциклопедия, репозиторий. В некоторых источниках выявляются различия между ними, в других они используются как синонимы.

Роль словарной системы особенно возрастает при использовании средств автоматизированного проектирования информационных систем. Для большинства из них репозиторий является ядром всей системы.

К банкам данных не относятся немашинные документы, служащие источниками информации, вводимой в БД, файлы входной и выходной информации, архивные файлы, выходные документы. Однако многие СУБД включают в свой состав языковые средства для описания этих компонентов. В этом случае сами описания, используемые в процессе функционирования БнД, будут входить в его состав.

Программные средства БнД. Программные средства БнД представляют собой сложный комплекс, обеспечивающий взаимодействие всех частей информационной системы при ее функционировании.

СУБД, В ней можно выделить ядро СУБД, реализующее функции организации, ввода, обработки и хранения данных, другие компоненты, позволяющие настроить системы, средства тестирования, утилиты, с помощью которых выполняются вспомогательные функции, такие, как восстановление баз данных, сбор статистики о функционировании БнД и др. Важной компонентой СУБД являются трансляторы или компиляторы для используемых ею языковых средств.

Подавляющее большинство СУБД работает в среде универсальных операционных систем и взаимодействует с операционной системой (ОС) при обработке обращений к БнД. Поэтому можно считать, что ОС также входит в состав БнД.

Для обработки запросов к БД пишутся соответствующие программы, которые представляют прикладное программное обеспечение БнД.

Языковые средства БнД. Языковые средства СУБД являются важнейшей компонентой банков данных, т.к. обеспечивают интерфейс пользователей разных категорий с банком данных. Языковые средства большинства СУБД относятся к языкам четвертого поколения.

Языки четвертого поколения создавались по принципу «люди стоят дороже, чем машины». При их проектировании используются следующие принципы.

1. Принцип минимума работы: язык должен обеспечить минимум усилий, чтобы «заставить» машину работать.

2. Принцип минимума мастерства: работа должна быть так проста, как только это возможно; она не должна быть уделом избранных и быть понятной лишь посвященным,

3. Принцип естественности языка, упразднение «инородного» синтаксиса и мнемоники. Язык не должен требовать от пользователей значительных усилий в изучении синтаксиса или содержать много мнемонических или иных обозначений, которые быстро забываются.

4. Принцип минимума времени. Язык должен позволять без существенной задержки реализовывать возникающие потребности в доступе к информации и ее обработке.

5. Принцип минимума ошибок. Технология должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать ошибки человека, а уж если они возникли, то по возможности «выловить» их автоматически.

6. Принцип минимума поддержки. Механизм языков четвертого поколения должен позволять легко вносить изменения в имеющиеся приложения.

7. Принцип максимума результата. Языки четвертого поколения предоставляют пользователям мощный инструмент для решения разнообразных задач.

Компонентами языков четвертого поколения для построения представлений являются; интерпретатор, оптимизирующий компилятор, такие параметры приложения, как спецификация данных, спецификация отчета, спецификация экрана, спецификация правил, процедурные возможности, которые могут быть протестированы специальными инструментами тестирования.

Спектр языковых средств, применяемых в СУБД. широк. Можно выделить две концепции развития языковых средств; концепцию разделения и концепцию интеграции. При использовании концепции разделения различают языки описания данных (ЯОД), языки манипулирования данными (ЯМД), языки запросов и другие языковые средства.

В составе языков описания данных в зависимости от особенностей СУБД поддерживаются все или некоторые из следующих языков: язык описания схем, язык описания подсхем, язык описания хранимых данных, языки описания внешних данных (входных, выходных).

Языки манипулирования данными разделяются на две большие группы; процедурные и непроцедурные. При пользовании процедурными языками надо указать, какие действия и над какими объектами надо выполнить, чтобы получить результат. В непроцедурных языках указывается, что надо получить, а не как этого достичь.

Процедурные языки могут различаться по основным информационным единицам, которыми они манипулируют, например: запись и отношение. Это могут быть языки, ориентированные на обработку одной записи файла, и языки, ориентированные на операции над множеством записей (отношением). Так, операции реляционной алгебры оперируют целиком отношением, а не каждой его записью.

Примерами непроцедурных языков являются языки, основанные на реляционном исчислении. Представителем языков, основанных на реляционном исчислении кортежей, является широко используемый язык запросов SQL.

Языковые средства предназначаются для пользователей различных категорий: конечных пользователей, системных аналитиков, профессиональных программистов. Повышение уровня языковых средств приводит к тому, что вес большее число функций выполняется пользователями-непрограммистами самостоятельно.

По функциональным возможностям выделяются группы языков от языков, обеспечивающих только возможности запросов, до языков приложений.

По форме представления различают аналитические, табличные и графические языковые средства.

В рамках одной СУБД для одних и тех же целей могут использоваться языки разных типов; например, в СУБД dBaseIV для манипулирования данными могут использоваться:

1. Язык программирования dBase, являющийся процедурным языком, часть операторов которого реализует операции реляционной алгебры, а другая часть - нереляционные операции, обеспечивающие обработку отдельной записи файла, организацию циклической и условной обработки и другие возможности.

2. Табличный язык запросов типа QBE.

3. Язык SQL, относящийся к классу языков, основанных на реляционном исчислении кортежей.

Описание данных в этой системе может быть представлено в табличном виде либо, если определение данных происходит средствами SQL, - в аналитическом виде.

Большинство современных СУБД включает в свой состав несколько языковых средств разного уровня. Например, система dBaseV включает в себя генераторы экранных форм, отчетов и приложений, а также язык разветвленной иерархической системы «меню», дающей возможность пользователю выбрать те действия, которые он желает выполнить.

Языковые средства предназначаются для пользователей разных категорий: конечных пользователей, системных аналитиков, профессиональных программистов. Повышение уровня языковых средств, их дружественности способствует тому, что все большее число функций выполняется пользователями-непрограммистами самостоятельно.

Технические средства БнД. В качестве технических средств для банков данных чаще всего используются универсальные ЭВМ, периферийные средства для ввода информации в базу данных и отображения выводимой информации. Если банк данных реализуется в сети, то необходимы соответствующие технические средства для обеспечения ее работы.

До недавнего времени БнД реализовывались в основном на больших ЭВМ. В связи со значительным и постоянным улучшением характеристик персональных ЭВМ в настоящее время широко распространено создание банков данных и на машинах этого класса.

Существуют и специализированные технические средства, предназначенные для создания и эксплуатации банков данных (машины баз данных), но они пока не нашли широкого распространения в нашей стране.

Организационно-методические средства. Организационно-методические средства банка данных представляют собой различные инструкции, методические и регламентирующие материалы, предназначенные для пользователей разных категорий, взаимодействующих с банком данных.

Администраторы банка данных. Функционирование БнД невозможно без участия специалистов, обеспечивающих создание, функционирование и развитие БнД. Такая группа специалистов называется администратором банка данных (АБнД). Эта группа специалистов считается составной частью банка данных.

Пользователи банков данных.

Категории пользователей. С банком данных в процессе его создания и функционирования взаимодействуют пользователи разных категорий.

Основной категорией пользователей являются так называемые конечные пользователи, т.е. те пользователи, для нужд которых и создается банк данных. В зависимости от особенностей создаваемого банка данных круг его конечных пользователей может существенно различаться. Это могут быть случайные пользователи, обращающиеся к базе данных время от времени, а могут быть и регулярные пользователи. Конечные пользователи могут отличаться друг от друга и степенью владения вычислительной техникой. От конечных пользователей не должны требоваться какие-то специальные знания в области вычислительной техники и языковых средств.

Администраторы банка тоже являются специфическими пользователями БнД. Обычно они обращаются к БнД не за информацией о предметной области, а к метаинформации, а также используют ресурсы БнД для выполнения своих функций.

В зависимости от сложности и объема банка данных, от особенностей используемой СУБД служба администрации банка данных может различаться как по составу и квалификации специалистов, так и по количеству работающих в этой службе.

Численность группы администрации, выполняемые ее функции зависят от масштаба банка данных, специфики хранимой в нем информации, типа банка данных, особенностей используемых программных средств и некоторых других факторов.

В составе администрации БнД должны быть системные аналитики, проектировщики структур баз данных и внешнего по отношению к банку данных информационного обеспечения, проектировщики технологических процессов обработки данных, системные и прикладные программисты, операторы, специалисты по техническому обслуживанию.

Основными функциями администраторов банка данных являются:

1. анализ предметной области: описание предметной области, выявление ограничений целостности, определение статуса информации, определение потребностей пользователей, определение статуса пользователей, определение соответствия «данные - пользователь», определение объемно-временных характеристик обработки данных;

2. проектирование структуры базы данных: определение состава и структуры файлов базы данных, связей между ними, выбор метода упорядочения данных и методов доступа к информации, описание структуры БД на ЯОД;

3. задание ограничений целостности при описании структуры базы данных и процедур обработки БД: определение ограничений целостности, присущих предметной области, определение ограничений целостности, вызванных структурой базы данных, разработка процедур обеспечения целостности БД при вводе и корректировке данных, обеспечение ограничений целостности при параллельной работе пользователей и многопользовательском режиме;

4. первоначальная загрузка и ведение базы данных; разработка технологии первоначальной загрузки и ведение (изменение, добавление, удаление записей) БД, проектирование форм ввода, создание программных модулей, подготовка исходных данных, ввод и контроль ввода;

5. защита данных: обеспечение парольного входа в систему (регистрация пользователей, назначение и изменение паролей);

6. определение прав доступа пользователей; проведение мероприятий по предотвращению нарушений защиты данных;

7. обеспечение восстановления БД: разработка программно-технических средств восстановления БД, организация ведения системных журналов;

8. анализ обращений пользователей к базе данных: сбор статистики обращений пользователей к БД, анализ причин безуспешных (в том числе и аварийных) обращений к БД;

9. анализ эффективности функционирования БнД и развитие системы: анализ показателей функционирования системы (время обработки, объем памяти, стоимостные показатели), реорганизация и реструктуризация баз данных, изменение состава баз данных, развитие программных и технических средств;

10. работа с пользователями: сбор информации об изменениях в предметной области, об оценке пользователями работы БнД, определение регламента работы пользователей с БнД, обучение пользователей, консультирование пользователей;

11. подготовка и поддержание системных программных средств: сбор и анализ информации о СУБД и пакете прикладных программ (ППП), приобретение программных средств, их установка, проверка работоспособности, поддержание системных библиотек, развитие программных средств;

12. организационно-методическая работа: выбор или создание методики проектирования БД, определение целей и направлений развития системы, планирование этапов развития БнД, разработка и выпуск организационно-методических материалов.

2. Классификация банков данных. Классификация баз данных

Банки данных являются сложными системами, и их классификация может быть произведена как для всего банка данных в целом, так и для каждой его компоненты отдельно; классификация для каждой компоненты может быть проведена по множеству разных признаков.

Классификация баз данных

Центральной компонентой банка данных является база данных, и большинство классификационных признаков относятся именно к ней. По форме представления информации различают визуальные - и аудио системы, а также системы мультимедиа. Эта классификация показывает, в каком виде информация храниться в БД и выдается из баз данных пользователям: в виде изображения, звука или имеется возможность использования разных форм отображения информации. Понятие «изображение» здесь используется в широком смысле: это может быть символьный текст неподвижное графическое изображение (рисунки, чертежи и т.п.), фотографии, географические карты, движущие изображения. Классификация способов представления информации являет собой самостоятельную проблему и здесь не рассматривается.

По характеру организации данных БД могут быть разделены на неструктурированные, частично структурированные и структурированные. Этот классификационный признак относится к информации, представленной в символьном виде. К неструктурированным БД могут быть отнесены базы, организованные в виде семантических сетей. Частично структурированными можно считать базы данных в виде обычного текста или гипертекстовые системы. Структурированные БД требуют предварительного проектирования и описания структуры БД. Только после этого базы данных такого типа могут быть заполнены данными.

Структурированные БД, в свою очередь, по типу используемой модели делятся на иерархические, сетевые, реляционные, смешанные и мультимоделъные.

Классификация по типу модели распространяется не только на базы данных, но и на СУБД.

В структурированных БД обычно различают несколько уровней информационных единиц, входящих одна в другую. Число этих уровней может быть различным даже для систем, относящихся к одному и тому же классу. Большинство структурированных систем поддерживают уровень поля, записи и файла. Эти информационные единицы могут называться в разных системах по-разному, но суть остается одной и той же, а именно: полю соответствует наименьшая семантическая единица информации; совокупность полей или и иных, более сложных информационных единиц, если они допустимы в конкретной СУБД, образуют запись, а множество однотипных записей представляют файл базы данных. В последнее время большинство СУБД в явном виде поддерживают и уровень базы данных, как совокупности взаимосвязанных файлов БД.

В иерархических и сетевых моделях между информационными единицами (записями разных файлов) могут задаваться связи. Как видно из приведенных схем, графическое представление иерархической модели представляет собой граф типа «дерево». В такой модели имеется одна вершина - корень дерева, являющаяся входом в структуру. Каждая вершина, отличная от корня, может иметь только одну исходную вершину и, в общем случае, сколько угодно порожденных вершин.

Графическое представление сетевой модели представляет собой граф типа «сеть». Входом в такую структуру может являться любая вершина. Каждая вершина может иметь как несколько порожденных, так и несколько исходных вершин. Между парой вершин может быть объявлено несколько связей. Подавляющее большинство СУБД поддерживает простые сетевые структуры, т.е. между каждой парой типов записей поддерживается отношение 1: М. Направление и характер связи в сетевых моделях не являются очевидными, как в случае иерархической модели, поэтому при изображении структуры БД направление связи должно быть указано.

Кроме сетевых моделей с равноправными файлами существуют сетевые модели с разнотипными файлами. В таких моделях различают главные (основные) и зависимые файлы (рис. 6). Вход в структуру возможен только через главные файлы. Связываться между собой могут только записи разных типов.

Связи в иерархических и сетевых моделях описываются при проектировании БД. Чаще всего эти связи при хранении данных в БД передаются посредством адресных указателей. Иерархические и сетевые модели БД не накладывают ограничения на тип внутризаписной структуры. В принципе она может быть любой, как простой линейной (т.е. состоять только из простых полей, следующих в записи последовательно друг за другом), так и сложной иерархической, включающей в себя различные составные единицы информации (векторы, повторяющиеся группы и т.п.) - Конкретные же СУБД накладывают ограничения на допустимые в них информационные единицы, характер связей между ними, порядок их расположения в записи, а также часто имеют и различные количественные ограничения.

Особое место среди структурированных систем занимают системы, построенные на использовании инвертированных файлов. Особенность организации данных в них состоит в том, что собственно хранимые данные и информация о связях между ними логически и физически отделены друг от друга. Основные данные в этих системах хранятся в файлах, записи которых могут иметь сложную структуру. Вся управляющая информация сосредоточена в ассоциаторе. Логическая связь между файлами устанавливается посредством компонента ассоциатора, называемого сетью связи. Реально, связи устанавливаются не непосредственно с элементами связи, как это изображено на рисунке, а через преобразователь адреса. В системах, построенных на инвертированных файлах, можно передавать связь типа М: М между записями файлов (что не позволяют никакие другие системы). Отделение ассоциативной информации от собственно хранимых данных позволяет изменять связи, не изменяя при этом самих файлов.

В реляционных моделях (в отличие от иерархических и сетевых) связи между файлами БД определяются динамически в момент выполнения запроса. Эти связи определяются по равенству значений соответствующих полей (полей связи), содержащихся в каждом из связанных файлов.

Другой отличительной чертой реляционных моделей является ограничение на внутризаписную структуру: записи имеют линейную структуру и могут содержать только простые поля.

Эти отличительные особенности играют решающую роль при проектировании структуры БД.

Восьмидесятые годы были временем интенсивного развития реляционных систем.

В 1992 году уровень продаж реляционных СУБД впервые превысил уровень продаж нереляционных СУБД. Но до 90% данных предприятий хранилось к этому моменту в нереляционных базах данных на мэйнфреймах.

По хранимой информации БД делятся на документальные, фактографические и лексикографические. Среди документальных баз различают библиографические, реферативные и полнотекстовые. К лексикографическим базам данных относятся различные словари (классификаторы, многоязычные словари, словари основ слов и т.п.).

В системах фактографического типа в БД хранится информация об интересующих пользователя объектах предметной области в виде «фактов» (например, биографические данные о сотрудниках, данные о выпуске продукции производителями и п. т.); в ответ на запрос пользователя выдается требуемая ему информация об интересующем его объекте объектах или сообщение о том, что искомая информация отсутствует в БД.

В документальных БД единицей хранения является какой-либо документ (например, текст закона или статьи), и пользователю в ответ на его запрос выдается либо ссылка на документ, либо сам документ, в котором он может найти интересующую его информацию.

БД документального типа могут быть организованы по-разному: без хранения и с хранением самого исходного документа на машинных носителях. К системам первого типа можно отнести библиографические и реферативные БД, а также БД-указатели, «отсылающие» к источнику информации. Системы, в которых предусмотрено хранение полного текста документа, называются полнотекстовыми.

В системах документального типа целью поиска может быть не только какая-то информация, хранящаяся в документах, но и сами документы. Так, возможны запросы типа «сколько документов было создано за определенный период времени» и т.п. Часто в критерий поиска в качестве признаков включаются «дата принятия документа», «кем принят» и другие «выходные данные» документов.

Специфической разновидностью баз данных являются базы данных форм документов. Они обладают некоторыми чертами документальных систем (ищется документ, а не информация о конкретном объекте, форма документа имеет название, по которому обычно и осуществляется ее поиск), так и специфическими особенностями (документ ищется не с целью извлечь из него информацию, а с целью использования его в качестве «шаблона»).

В последние годы активно развивается объектно-ориентированный подход к созданию информационных систем. Объектные базы данных организованы как объекты и ссылки к объектам. Объект представляет собой данные и правила, которые оперируют этими данными. Объект включает метод, который является частью определения объекта и запоминается вместе с объектом. В объектных базах данных данные запоминаются как объекты, классифицированные по типам классов и организованные в иерархическое семейство классов. Класс - коллекция объектов с одинаковыми свойствами. Объекты принадлежат классу. Классы организованы в иерархии.

По характеру организации хранения данных и обращения к ним различают локальные (персональные), общие (интегрированные, централизованные) и распределенные базы данных.

Персональная база данных - это база данных, предназначенная для локального использования одним пользователем. Локальные БД могут создаваться каждым пользователем самостоятельно, а могут извлекаться из общей БД.

Интегрированные и распределенные БД предполагают возможность одновременного обращения нескольких пользователей к одной и той же информации (многопользовательский, параллельный режим доступа). Это привносит специфические проблемы при их проектировании и в процессе эксплуатации БнД. Распределенные БД кроме этого имеют характерные особенности, связанные с тем, что физически разные части БД могут быть расположены на разных ЭВМ, а логически, с точки зрения пользователя, они должны представлять собой единое целое.

Технологии, которые, на первый взгляд, вроде бы находятся на разных концах спектра (локальная и распределенная обработка), на самом деле очень близки и различаются практически тем, как поддерживается связь между отдельными частями БД. В случае локальных систем поддержание этой связи не является централизованной, а в случае распределенных БнД - должна поддерживаться СУБД. Технологией, позволяющей совмещать идеи локальной работы и централизованного поддержания единой БД, является технология тиражирования, при которой средства СУБД позволяют тиражировать отдельные части общей БД, локально использовать их, а потом «согласовывать» отдельные фрагменты БД в рамках единой базы данных.

Концепции централизованной и распределенной обработки данных также не так сильно различаются между собой, как кажется на первый взгляд. Так называемые клиент-серверные системы с «тонким клиентом» очень близки к централизованным базам данных. Банк данных является сложной человеко-машинной системой, и распределяться по узлам сети могут не только БД, но и другие компоненты БнД. Причем сама БД при этом может быть и не распределенной (например, при обеспечении многопользовательского доступа к централизованной БД в сети). Поэтому будем различать два понятия: распределенные БД и распределенные БнД. При этом под распределенным БнД будем понимать банк данных, в котором распределена хотя бы одна любая из его компонент.

Различают экстенсиональные (ЭБД) и интенсиональные базы данных. Экстенсиональная база данных строится с помощью правил, определяющих ее содержание, а не с помощью явного хранения данных в БД, как в экстенсиональных БД.

Например, пусть имеется ЭБД, содержащая таблицу ЛИЧНОСТЬ (PERSON), которая содержит сведения о личности и среди полей которой есть поля ФАМИЛИЯ _ ИМЯ ОТЧЕСТВО (FIO), ПОЛ (SEX). Мы можем построить в этой ЭБД вторую таблицу РОДИТЕЛЬ (PARENT), которая содержит поля ФАМИЛИЯ _ ИМЯ _ ОТЧЕСТВО родителя (FIO) и ИМЯ_РЕБЕНКА (CHILD). С помощью правил мы можем определить, напри-мер, отношение ОТЕЦ (FATHER), просто указав, что отец - это родитель, у которого пол - мужской. На прологе это отношение можно определить следующим образом:

father (X, Y): = person (X, male), parent (X, Y).

Если выполнить это правило, то получится отношение, которое содержит подмножество кортежей таблицы PARENT, таких, для которых верно указанное условие. Пользователю эти данные выдадутся в виде обычного отношения.

Данное определение ЭБД и ИБД можно расширить и на другой (не реляционный) тип БД, и на другой способ задания правил. В более общем виде можно сказать, что информацию можно передать и в виде данных, и в виде программ (строго говоря, программы тоже являются данными, но в русском языке нет подходящего термина, который можно было бы здесь употребить вместо слова данные»).

БД классифицируются по объему. Особое место здесь занимают так называемые очень большие базы данных. Это вызвано тем, что для больших баз данных по-иному стоят вопросы обеспечения эффективности хранения информации и обеспечения ее обработки.

3. Классификация СУБД

Рассмотрим теперь ряд классификационных признаков, относящихся к СУБД. По языкам общения СУБД делятся на открытые, замкнутые и смешанные. Открытые системы - это системы, в которых для обращения к базам данных используются универсальные языки программирования. Замкнутые системы имеют собственные языки общения с пользователями БнД.

По числу уровней в архитектуре различают одноуровневые, двухуровневые, трехуровневые системы. В принципе возможно выделение и большего числа уровней. Под архитектурным уровнем СУБД понимают функциональный компонент, механизмы которого служат для поддержки некоторого уровня абстракции данных (логический и физический уровень, а также «взгляд» пользователя - внешний уровень).

Нумерация уровней условна, но тем нее менее отражает их значимость (внутренняя модель может быть построена только на основе концептуальной; эти два уровня могут быть совмещены, но поддерживаются СУБД всегда; внешний уровень в архитектуре СУБД может отсутствовать).

По выполняемым функциям СУБД делятся на информационные и операционные. Информационные СУБД позволяют организовать хранение информации и доступ к ней. Для выполнения более сложной обработки необходимо писать специальные программы. Операционные СУБД выполняют достаточно сложную обработку, например, автоматически позволяют получать агрегированные показатели, не хранящиеся непосредственно в базе данных, могут изменять алгоритмы обработки и т.д.

По сфере возможного применения различают универсальные и специализированные, обычно проблемно-ориентированные СУБД.

Системы управления базами данных поддерживают разные типы данных. Набор типов данных, допустимых в разных СУБД, различен. Кроме того, ряд СУБД позволяет разработчику добавлять новые типы данных и новые операции над этими данными. Такие системы называются расширяемыми системами баз данных (РСБД).

Во многих современных Сasе-средствах концептуальной моделью называется ER-модель предметной области, а физической - модель, поддерживаемая конкретной СУБД.

Если первое еще можно считать удачным использованием термина (так как ER-модель действительно отражает общую «концепцию» системы, то второе - крайне неудачно, так как ни о какой «физике» речь здесь не идет.

Дальнейшим развитием концепции РСБД являются системы объектно-ориентированных баз данных (СООБД), обладающие достаточно мощными выразительными возможностями, чтобы непосредственно моделировать сложные объекты.

По «мощности» СУБД делятся на «настольные» и «корпоративные». Характерными чертами настольных СУБД являются сравнительно невысокие требования к техническим средствам, ориентация на конечного пользователя, низкая стоимость.

Корпоративные СУБД обеспечивают работу в распределенной среде, высокую производительность, поддержку коллективной работы при проектировании систем, имеют развитые средства администрирования и более широкие возможности поддержания целостности.

В связи с выше перечисленными чертами корпоративных СУБД очевидно, что эти системы сложны, дороги, требуют значительных вычислительных ресурсов.

Системы обоих классов интенсивно развиваются, причем некоторые тенденции развития присущи каждому из этих классов. Прежде всего, это использование высокоуровневых средств разработки приложений (что раньше было присуще, в основном, настольным системам), рост производительности и функциональных возможностей, работа в локальных и глобальных сетях и др.

Наиболее известными из корпоративных СУБД являются Oracle, Informix, Sybase, MS SQL Server, Progress и некоторые другие.

Наблюдается связь между классом СУБД и используемой операционной системой.

Системы под UNIX позиционируются как корпоративные распределенные системы. Сейчас в этот сектор «пробивается» Windows NT и заменяющая ее Windows 2000.

По ориентации на преобладающую категорию пользователей можно выделить СУБД для разработчиков и для конечных пользователей. Системы, относящиеся к первому классу, должны иметь качественные компиляторы и позволять создавать «отчуждаемые» программные продукты, обладать развитыми средствами отладки, включать средства документирования проекта и обладать другими возможностями, позволяющими создавать эффективные сложные системы. Основными требованиями, предъявляемыми к системам, ориентированным на конечного пользователя, являются: удобство интерфейса, высокий уровень языковых средств, наличие интеллектуальных модулей подсказок, повышенная защита от непреднамеренных ошибок и т.п.

Классификационные группировки, относящиеся к БнД в целом

Следующая группа признаков классификации связана с банком данных в целом. По условиям предоставления услуг различают бесплатные и платные банки данных. Платные БД в свою очередь делятся на бесприбыльные и коммерческие. Бесприбыльные банки данных функционируют на принципе самоокупаемости и не ставят своей целью получение прибыли. Это обычно БнД социально значимой информации, имеющей широкий круг пользователей, или научной, библиотечной информации. Основной целью создания коммерческих банков данных является получение прибыли от информационной деятельности.

Информационные системы различаются по характеру преобладающей обработки информации. В одних в основном реализуется большое число достаточно простых запросов (такие системы получили название OLTP (On-Line Transaction Processing) - системы оперативной обработки транзакции). В других, напротив, требуется сложная аналитическая обработка данных (для такого класса систем стал использоваться термин OLAP (Online Analytical Processing)).

Термин OLAP является сравнительно новым и в разных литературных источниках трактуется иногда по-разному. Этот термин часто отождествляют с поддержкой принятия решений (DSS (Decision Support Systems) - системы поддержки принятия решения). А в качестве синонима для последнего термина используют Data Warehousing - хранилища (склады) данных, понимая под этим набор организационных решений, программных и аппаратных средств для обеспечения аналитиков информацией на основе данных из систем обработки транзакций нижнего уровня и других источников.

«Склады данных» позволяют обрабатывать данные, накопленные за длительные периоды времени. Эти данные являются разнородными (и не обязательно структурированными). Для «складов данных» присущ многомерный характер запросов. Огромные объемы данных, сложность структуры как данных, так и запросов требует использования специальных методов доступа к информации.

В других источниках понятие Системы Поддержки Принятия Решений (СППР) считается более широким. Хранилища данных и средства оперативной аналитической обработки могут служить одними из компонентов архитектуры СППР.

Иногда различают «OLAP в узком смысле» - это системы, которые обеспечивают только выборку данных в различных разрезах, и «OLAP в широком смысле», или просто OLAP, включающие в себя:

* поддержку нескольких пользователей, редактирующих БД;

* функции моделирования, в том числе вычислительные механизмы получения производных результатов, а также агрегирования и объединения данных;

* прогнозирование, выявление тенденций и статистический анализ. Естественно, что каждый из этих типов ИС требует специфической организации данных, а также специальных программных средств, обеспечивающих эффективное выполнение стоящих задач.

Для обеспечения быстрой обработки данных при их анализе используются разнообразные приемы. Одним из них является организация данных в виде так называемых многомерных БД (MDD). Информация в MDD хранится не в виде индексированных записей в таблицах, а в форме логически упорядоченных массивов. Единой общепризнанной многомерной модели хранения данных не существует. В MDD отсутствует стандартизованный метод доступа к данным, и они могут отвечать требованиям специфической аналитической обработки данных.

Хранилища данных могут быть разбиты на два типа: корпоративные хранилища данных (enterprise data warehouses) и киоски данных (data marts).

Корпоративные хранилища данных содержат информацию, относящуюся ко всей корпорации и собранную из множества оперативных источников для консолидированного анализа. Обычно такие хранилища охватывают целый ряд аспектов деятельности корпорации и используются для принятия как тактических, так и стратегических решений.

Киоски данных содержат подмножество корпоративных данных и строятся для отделов или подразделений внутри организации. Киоски данных часто строятся силами самого отдела и охватывают конкретный аспект, интересующий сотрудников данного отдела. Киоск данных может получать данные из корпоративного хранилища (зависимый киоск), или, что более распространено, данные могут поступать непосредственно из оперативных источников (независимый киоск).

Киоски и хранилища данных строятся по сходным принципам и используют практически одни и те же технологии.

По степени доступности БнД делятся на общедоступные и с ограниченным кругом пользователей.

По охвату БнД могут классифицироваться в свою очередь в разных «разрезах»:

· территориальный: всемирный

- страна

- город

· временной;

· ведомственный;

· проблемный (тематический).

Территориальный и ведомственный признаки классификации могут относиться не только к информации, хранящейся БД, но и к кругу обслуживаемых пользователей.

По характеру взаимодействия с пользователями (кто инициализирует действия) БнД делятся на:

* активные БнД;

* пассивные БнД.

В пассивных БнД ведущая роль принадлежит пользователю. В активных - система может самостоятельно менять поведение. В последнее время термин «активная база данных» стал часто использоваться для систем, использующих тригерры.

По форме собственности БнД делятся на:

* государственные;

* негосударственные: частные; групповые; личные.

база автоматизированный сетевой информационный

Размещено на Allbest.ru