что не является компонентом субд
Что не является компонентом субд
Система управления базами данных — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных.
Основные программные компоненты среды СУБД
В зависимости от требований поставленной задачи, конкретной СУБД и ОС аппаратные средства могут варьироваться от одного ПК или мейнфрейма до сети многих компьютеров. СУБД требует определенной минимальной конфигурации аппаратных средств, но для приемлемой производительности системы этого может не хватить.
Включает в себя ПО:
Приложения в основном создаются на языках 3-го (C, Fortran, Pascal и т.д.) и 4-го уровней (SQL и т.д.), операторы которых внедряются в программы на языках 3-го уровня. Языки 4-го уровня могут увеличить производительность системы и удобство для обслуживания программ. СУБД состоит из нескольких программных компонентов (модулей), выполняющих специфические операции. ОС предоставляет базовые службы, а СУБД представляет собой надстройку над ними.
Основные программные компоненты среды СУБД :
Основные понятия баз данныхБазы данных (БД) — это организованный набор фактов в определенной предметной области. БД — это информация, упорядоченная в виде набора элементов, записей одинаковой структуры. Для обработки записей используются специальные программы, позволяющие их упорядочить, делать выборки по указанному правилу. Базы данных относятся к компьютерной технологии хранения, поиска и сортировки информации.
БД — это совокупность взаимосвязанных данных при предельно малой избыточности, допускающей их оптимальное использование в определённых областях человеческой деятельности. БД, в зависимости от способа представления данных и отношений между ними, могут иметь реляционную (таблицы связаны между собой), сетевую или иерархическую структуры. На эффективность БД с той или иной структурой влияют условия её применения. Данные в БД организованы, как правило, в виде таблиц. Табличный способ отображения информации широко используется в документах и отчётах, поскольку он удобен и позволяет наглядно представлять различного рода данные.
Пример простейшей базы данных в виде таблицы
В БД может храниться миллионы записей. В любое время можно найти запись, которая необходима в данный момент. Результатом поиска информации в приведенной БД могут быть названия, суммы, количество, даты. В базах данных можно проводить сортировку информации и вывод её на печать, удаление старой и вставка новой информации, просматривать БД целиком или по частям. С числами в таблицах можно проводить обычные математические операции. Фамилии людей и названия предметов можно упорядочить по алфавиту.
Программное обеспечение для управления и поддержки работоспособности БД называют системой управления базами данных (СУБД). СУБД осуществляют ввод, проверку, систематизацию, поиск и обработку данных, распечатку их в виде отчётов.
Среди множества СУБД наиболее часто используются пакеты программ dBASE разных версий, FoxBase +, FoxPro, Fox Soft Ware, Clipper, совместимые с dBASE по системе команд и файлам.
Например, БД, созданная в одной СУБД, может использоваться в другой совместимой с ней СУБД, имеющей формат файлов dBASE (*.dbf). Однако есть иные СУБД, например PARADOX и RBase, несовместимые с dBASE. Кроме СУБД для DOS, существуют СУБД, работающие в среде Windows, например Access, MS Works и др.
В основе БД лежит представление данных в виде таблиц. Основными понятиями в СУБД являются поля и записи. В полях содержатся данные. Поле характеризуется длиной. Совокупность всех полей в строке называется записью.
Структуру простейшей базы данных можно рассматривать как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы принято называть полями, а горизонтальные строки — записями. Единицей хранимой информации является горизонтальная строка-запись, которая хранит информацию, например, об одном сотруднике фирмы. Каждая запись представляет собой совокупность полей.
Типы данных
В СУБД можно обрабатывать следующие типы данных:
Данные символьного типа — это любая последовательность символов длиной не более 254.
Числовые данные делятся на 2 вида: целые и вещественные. Длина числового поля должна быть достаточной, чтобы поместились знак числа, целая часть, точка (десятичная) и дробная часть.
Значения календарной даты по умолчанию отображаются в Американском формате ММ/ЧЧ/ГГ (ММ-месяц, ЧЧ-число, ГГ-год). Длина этого поля установлена автоматически и равна 8.
Данные логического типа имеют значения ДА (YES) и НЕТ (NO).
В математической логике они называются Истина (True) и Ложь (False). В логических полях БД используются только первые буквы латинских слов Y,T,N,F. Длина логического поля равна 1.
В поле примечаний отмечается признак, который указывает, что к записи прилагается дополнительный фрагмент текста.
Структура базы данных
Структуру простейшей базы данных можно рассматривать как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы принято называть полями, а горизонтальные строки — записями. Единицей хранимой информации является горизонтальная строка-запись, которая хранит информацию, например, об одном ученике в классе в журнале. Каждая запись представляет собой совокупность полей.
Каждое поле БД характеризуется рядом параметров.
СИМВОЛЬНЫЙ — поля этого типа предназначены для хранения в них информации, которая рассматривается как строка символов и может состоять из букв, цифр, знаков препинания и т.п.
ЧИСЛОВОЙ — поля этого типа предназначены только для хранения чисел.
ДАТА — поля этого типа предназначены для хранения каких-либо дат в фиксированном формате: число, месяц, год.
ЛОГИЧЕСКИЙ — поля этого типа предназначены для хранения альтернативных значений вида «ДА» — «НЕТ» или «ПРАВДА» — «ЛОЖЬ». При этом значению «ДА» соответствует нахождение в поле символа «Т», а значение «НЕТ» — символа «F».
ПРИМЕЧАНИЕ (Memo) — поля этого типа используются для хранения фрагментов текста (примечаний).
Длина поля — это ширина вертикального столбца таблицы в символах.
Длина полей СИМВОЛЬНОГО типа представляют собой количество символов, которое Вы хотите уместить в поле.
Длина поля ЧИСЛОВОГО типа равна количеству десятичных разрядов числа, умещающегося в поле, включая знак числа, десятичную точку, целую и дробную часть. Например, если Вы описываете значение «-546.78», то длина равна 7.
Длина ЛОГИЧЕСКОГО поля всегда равна 1, так как его значение «T» или «F».
Количество десятичных знаков — это количество разрядов после десятичной точки. Данная характеристика имеет значение только для полей числового типа. Для всех остальных она равна нулю. Количество десятичных знаков не должно превосходить величины, на 2 меньшей, чем длина соответствующего числового поля. Это автоматически контролируется системой.
Чтобы описать структуру базы данных необходимо последовательно от поля к полю задать все вышеописанные их характеристики. Вы как бы разлиновываете таблицу, определяете ширину граф и их заголовки. При анализе возможной структуры базы Вам необходимо серьезно отнестись к вопросу распределения информации по полям и определения типов этих полей.
Вопрос №3 : основные компоненты среды СУБД
Вопрос№1: Назначение СУБД
любая СУБД должна обеспечивать следующее:
Обеспечение этих требований к информационным системам на уровне СУБД позволяет избегать повторения одной и той же работы при разработке программ.
Вопрос №3 : основные компоненты среды СУБД
Преимущество современных СУБД
Одно из самых важных преимуществ современных СУБД состоит в логической и физической независимости данных.
Этот этап характеризуется появлением новой технологии доступа к данным — интранет. Основное отличие этого подхода от технологии клиент-сервер состоит в том, что отпадает необходимость использования специализированного клиентского программного обеспечения. Для работы с удаленной базой данных используется стандартный браузер Интернета, например Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator, и для конечного пользователя процесс обращения к данным происходит аналогично скольжению по Всемирной Паутине (см. рис. 1.1). При этом встроенный в загружаемые пользователем HTML-страницы код, написанный обычно на языке Java, Java-script, Perl и других, отслеживает все действия пользователя и транслирует их в низкоуровневые SQL-запросы к базе данных, выполняя, таким образом, ту работу, которой в технологии клиент-сервер занимается клиентская программа. Удобство данного подхода привело к тому, что он стал использоваться не только для удаленного доступа к базам данных, но и для пользователей локальной сети предприятия.
Вопрос № 5:Трёхуровневая архитектура описания СУБД
Архитектура СУБД должна обеспечивать, в первую очередь, разграничение пользовательского и системного уровней. В настоящее время чаще всего поддерживается трехуровневая архитектура описания БД с тремя уровнями абстракции, на которых можно рассматривать базу данных. Такая архитектура включает: внешний уровень, внутренний уровень, концептуальный уровень.
Описание структуры данных на любом уровне называется схемой.
Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных. Суть этой независимости заключается в том, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую (означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему) и физическую (защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему).
Вопрос 6:Логическая и физическая независимость от данных
Логическая нез-ть – полная защищенность внешних схем от изменений, которые вносятся в концептуальную схему, предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных
Физическая – защищенность концептуальной схемы от изменений, которые вносятся во внутреннюю схему, предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.
Вопрос 7 :Основные функции СУБД
Основные функции СУБД
. Непосредственное управление данными во внешней памяти
Управление буферами оперативной памяти
Управление транзакциями
Журнализация
Поддержка языков БД
Модель файлового сервера.
является базовой для локальных сетей ПК. Одним из компьютеров в сети считается файловым сервером и предоставляет другим компьютерам услуги по обработке файлов. Файловый сервер работает под управлением сетевой операционной системы (Novell NetWare) и играет роль компонента доступа к информационным ресурсам (т.е. к файлам). На других ПК в сети функционирует приложение, в кодах которого совмещены компонент представления и прикладной компонент
Модель сервера приложений
Эта модель является расширением двухуровневой модели и в ней вводится дополнительный промежуточный уровень между клиентом и сервером. Этот промежуточный уровень содержит один или несколько серверов приложений.
В этой модели компоненты приложения делятся между тремя исполнителями:
Эта модель обладает большей гибкостью, чем двухуровневые модели. Наиболее заметны преимущества модели сервера приложений в тех случаях, когда клиенты выполняют сложные аналитические расчеты над базой данных, которые относятся к области OLAP-приложений. (On-line analytical processing.) В этой модели большая часть бизнес-логики клиента изолирована от возможностей встроенного SQL, реализованного в конкретной СУБД, и может быть выполнена на стандартных языках программирования, таких как С, C++, SmallTalk, Cobol. Это повышает переносимость системы, ее масштабируемость.
Многопотоковая односерверная архитектура
Проблемы, возникающие в модели «один-к-одному», решаются в архитектуре «систем с выделенным сервером», который способен обрабатывать запросы от многих клиентов. Сервер единственный обладает монополией на управление данными и взаимодействует одновременно со многими клиентами. Логически каждый клиент связан с сервером отдельной нитью («thread»), или потоком, по которому пересылаются запросы. Такая архитектура получила название многопотоковой односерверной («multi-threaded»). Она позволяет значительно уменьшить нагрузку на операционную систему, возникающую при работе большого числа пользователей («trashing»).
Кроме того, возможность взаимодействия с одним сервером многих клиентов позволяет в полной мере использовать разделяемые объекты (начиная с открытых файлов и кончая данными из системных каталогов), что значительно уменьшает потребности в памяти и общее число процессов операционной системы
Блокировки. Правила применения Жёсткой и нежёсткой блокировок транзакций.
Блокировки
Блокировками (locks) называются механизмы, применяемые для управления параллельными изменениями данных.
Существует два типа блокировок:
Блокировки, используемые уровнями изоляции, подразделяются на:
Объектно-реляционные СУБД
Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) — реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, реализующие объектно-ориентированный подход: объекты, классы и наследование реализованы в структуре баз данных и языке запросов.
Объектно-реляционными СУБД являются, к примеру, широко известные Oracle Database, Informix, DB2, PostgreSQL, FirstSQL/J.
Создание отчета.
1. Запустите программу.. Откройте БД.
2. Создайте Автоотчет: ленточный, используя в качестве источника данных таблицу. Отчет открывается в режиме Предварительного просмотра, который позволяет увидеть, как будет выглядеть отчет в распечатанном виде
Макрос.
Различие, однако, состоит в том, что макрос объединяет все эти инструкции в одном сценарии, который затем можно вызвать с помощью команды меню, кнопки панели инструментов или комбинации клавиш. С этой точки зрения макрос отличается от, скажем, рецепта приготовления хлеба, но похож на автоматическую хлебопекарню, загрузив ингредиенты в которую, можно испечь хлеб одним нажатием кнопки.
Список инструкций, составляющих макрос, как правило, состоит из макрооператоров. Некоторые операторы выполняют особые действия, связанные с выполнением самого макроса, но большинство операторов соответствует командам меню и опциям диалоговых окон приложения, в котором выполняется макрос.
31. Компьютерные средства контроля: авторизация пользователей, шифрование, поддержка пользователей.
Авториза́ция — предоставление определённому лицу или группе лиц прав на выполнение определённых действий; а также процесс проверки (подтверждения) данных прав при попытке выполнения этих действий. Часто можно услышать выражение, что какой-то человек «авторизован» для выполнения данной операции — это значит, что он имеет на неё право.
к такой информации.
Вопрос№1: Назначение СУБД
любая СУБД должна обеспечивать следующее:
Обеспечение этих требований к информационным системам на уровне СУБД позволяет избегать повторения одной и той же работы при разработке программ.
Вопрос №3 : основные компоненты среды СУБД
10. Компоненты СУБД. Преимущества и недостатки СУБД.
Система управления базами данных. Программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
СУБД — это программное обеспечение, которое взаимодействует с прикладными программами пользователя и базой данных и обладает перечисленными ниже возможностями.
· Позволяет создать базу данных, что обычно осуществляется с помощью языка определения данных (DDL — Data Definition Language). Язык DDL предоставляет пользователям средства указания типа данных и их структуры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных.
· Позволяет вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из базы данных, что обычно осуществляется с помощью языка манипулирования данными (DML — Data Manipulation Language). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инструмент организации запросов, который иногда называют языком запросов (query language). Наличие языка запросов позволяет устранить присущие файловым системам ограничения, при которых пользователям приходится иметь дело только с фиксированным набором запросов или постоянно возрастающим количеством программ, что порождает другие, более сложные проблемы управления программным обеспечением. Наиболее распространенным типом непроцедурного языка является язык структурированных запросов (Structured Query Language — SQL), который в настоящее время определяется специальным стандартом и фактически является обязательным языком для любых реляционных СУБД.
· Предоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью перечисленных ниже средств:
· системы обеспечения защиты, предотвращающей несанкционированный доступ к базе данных со стороны пользователей;
· системы поддержки целостности данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;
· системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базе данных;
· системы восстановления, позволяющей восстановить базу данных до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате сбоя аппаратного или программного обеспечения;
· доступного пользователям каталога, содержащего описание хранимой в базе данных информации.
Как показано на рис., в среде СУБД можно выделить следующие пять основных компонентов: аппаратное и программное обеспечение, данные, процедуры и пользователей.
Аппаратное обеспечение
Для работы СУБД и приложений необходимо некоторое аппаратное обеспечение. Оно может варьировать в очень широких пределах — от единственного персонального компьютера или одного мэйнфрейма до сети из многих компьютеров.
Используемое аппаратное обеспечение зависит от требований данной организации и типа СУБД. Одни СУБД предназначены для работы только с конкретными типами операционных систем или оборудования, другие могут работать с широким кругом аппаратного обеспечения и различными операционными системами.
Для работы СУБД обычно требуется некоторый минимум оперативной и дисковой памяти, но такой минимальной конфигурации может оказаться совершенно недостаточно для достижения приемлемой производительности системы. В аппаратное обеспечение могут входить например сервер баз данных и клиентские компьютеры.
Программное обеспечение
Этот компонент охватывает программное обеспечение самой СУБД и прикладных программ, вместе с операционной системой, включая и сетевое программное обеспечение, если СУБД используется в сети. Обычно приложения создаются на языках третьего поколения, таких как C++, Java, Visual Basic, Fortran, Pascal, PHP, Perl или на языках четвертого поколения, таких как SQL, операторы которых внедряются в программы на языках третьего поколения. Впрочем, СУБД может иметь свои собственные инструменты четвертого поколения, предназначенные для быстрой разработки приложений с использованием встроенных непроцедурных языков запросов, генераторов отчетов, форм, графических изображений и даже полномасштабных приложений. Использование инструментов четвертого поколения позволяет существенно повысить производительность системы и способствует созданию более удобных для обслуживания программ.
Данные
Вероятно, самым важным компонентом среды СУБД (с точки зрения конечных пользователей) являются данные. На предыдущем рис. показано что данные играют роль моста между компьютером и человеком. База данных содержит как рабочие данные, так и метаданные, т.е. «данные о данных». Структура базы данных называется схемой.
Процедуры
К процедурам относятся инструкции и правила, которые должны учитываться при проектировании и использовании базы данных. Пользователям и обслуживающему персоналу базы данных необходимо предоставить документацию, содержащую подробное описание процедур использования и сопровождения данной системы, включая инструкции о правилах выполнения приведенных ниже действий.
· Регистрация в СУБД.
· Использование отдельного инструмента СУБД или приложения.
· Запуск и остановка СУБД.
· Создание резервных копий СУБД.
· Обработка сбоев аппаратного и программного обеспечения, включая процедуры идентификации вышедшего из строя компонента, исправления отказавшего компонента (например, посредством вызова специалиста по ремонту аппаратного обеспечения), а также восстановления базы данных после устранения неисправности.
· Изменение структуры таблицы, реорганизация базы данных, размещенной на нескольких дисках, способы улучшения производительности и методы архивирования данных на вторичных устройствах хранения.
Пользователи
Последним, еще не рассмотренным нами компонентом среды СУБД являются пользователи системы. Этот компонент будет рассмотрен позднее.
Преимущества и недостатки СУБД
Преимущества:
Системы управления базами данных¶
Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.
Основные функции СУБД¶
Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:
Классификации СУБД¶
По модели данных¶
Иерархические¶
Используется представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.
Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами (в программировании применительно к структуре данных дерево устоялось название братья).
Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.
Примеры: Caché, Google App Engine Datastore API.
Сетевые¶
Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
Реляционные¶
Практически все разработчики современных приложений, предусматривающих связь с системами баз данных, ориентируются на реляционные СУБД. По оценке Gartner в 2013 году рынок реляционных СУБД составлял 26 млрд долларов с годовым приростом около 9%, а к 2018 году рынок реляционных СУБД достигнет 40 млрд долларов. В настоящее время абсолютными лидерами рынка СУБД являются компании Oracle, IBM и Microsoft, с общей совокупной долей рынка около 90%, поставляя такие системы как Oracle Database, IBM DB2 и Microsoft SQL Server.
Объектно-ориентированные¶
Управляют базами данных, в которых данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.
Этот вид СУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в объектно-ориентированных языках программирования. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.
Объектно-реляционные¶
Этот тип СУБД позволяет через расширенные структуры баз данных и язык запросов использовать возможности объектно-ориентированного подхода: бъекты, классы и наследование.
Зачастую все те СУБД, которые называются реляционными, являются, по факту, объектно-реляционными.
В данном курсе мы будем, в первую очередь, гооврить об этом виде СУБД.
Примеры: PostgreSQL, DB2, Oracle, Microsoft SQL Server.
По степени распределённости¶
По способу доступа к БД¶
Файл-серверные¶
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.
На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком.
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
Клиент-серверные¶
Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.
Встраиваемые¶
Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы (API).
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
Стратегии работы с внешней памятью¶
СУБД с непосредственной записью — это СУБД, в которых все измененные блоки данных незамедлительно записываются во внешнюю память при поступлении сигнала подтверждения любой транзакции. Такая стратегия используется только при высокой эффективности внешней памяти.
СУБД с отложенной записью — это СУБД, в которых изменения аккумулируются в буферах внешней памяти до наступления любого из следующих событий:
Такая стратегия позволяет избежать частого обмена с внешней памятью и значительно увеличить эффективность работы СУБД.
- что не является компонентом структуры спортивной тренировки
- что не является компонентом теоретического уровня познания
Базы данных (БД) — это организованный набор фактов в определенной предметной области. БД — это информация, упорядоченная в виде набора элементов, записей одинаковой структуры. Для обработки записей используются специальные программы, позволяющие их упорядочить, делать выборки по указанному правилу. Базы данных относятся к компьютерной технологии хранения, поиска и сортировки информации.
БД — это совокупность взаимосвязанных данных при предельно малой избыточности, допускающей их оптимальное использование в определённых областях человеческой деятельности. БД, в зависимости от способа представления данных и отношений между ними, могут иметь реляционную (таблицы связаны между собой), сетевую или иерархическую структуры. На эффективность БД с той или иной структурой влияют условия её применения. Данные в БД организованы, как правило, в виде таблиц. Табличный способ отображения информации широко используется в документах и отчётах, поскольку он удобен и позволяет наглядно представлять различного рода данные.
Пример простейшей базы данных в виде таблицы
В БД может храниться миллионы записей. В любое время можно найти запись, которая необходима в данный момент. Результатом поиска информации в приведенной БД могут быть названия, суммы, количество, даты. В базах данных можно проводить сортировку информации и вывод её на печать, удаление старой и вставка новой информации, просматривать БД целиком или по частям. С числами в таблицах можно проводить обычные математические операции. Фамилии людей и названия предметов можно упорядочить по алфавиту.
Программное обеспечение для управления и поддержки работоспособности БД называют системой управления базами данных (СУБД). СУБД осуществляют ввод, проверку, систематизацию, поиск и обработку данных, распечатку их в виде отчётов.
Среди множества СУБД наиболее часто используются пакеты программ dBASE разных версий, FoxBase +, FoxPro, Fox Soft Ware, Clipper, совместимые с dBASE по системе команд и файлам.
Например, БД, созданная в одной СУБД, может использоваться в другой совместимой с ней СУБД, имеющей формат файлов dBASE (*.dbf). Однако есть иные СУБД, например PARADOX и RBase, несовместимые с dBASE. Кроме СУБД для DOS, существуют СУБД, работающие в среде Windows, например Access, MS Works и др.
В основе БД лежит представление данных в виде таблиц. Основными понятиями в СУБД являются поля и записи. В полях содержатся данные. Поле характеризуется длиной. Совокупность всех полей в строке называется записью.
Структуру простейшей базы данных можно рассматривать как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы принято называть полями, а горизонтальные строки — записями. Единицей хранимой информации является горизонтальная строка-запись, которая хранит информацию, например, об одном сотруднике фирмы. Каждая запись представляет собой совокупность полей.
Типы данных
В СУБД можно обрабатывать следующие типы данных:
Данные символьного типа — это любая последовательность символов длиной не более 254.
Числовые данные делятся на 2 вида: целые и вещественные. Длина числового поля должна быть достаточной, чтобы поместились знак числа, целая часть, точка (десятичная) и дробная часть.
Значения календарной даты по умолчанию отображаются в Американском формате ММ/ЧЧ/ГГ (ММ-месяц, ЧЧ-число, ГГ-год). Длина этого поля установлена автоматически и равна 8.
Данные логического типа имеют значения ДА (YES) и НЕТ (NO).
В математической логике они называются Истина (True) и Ложь (False). В логических полях БД используются только первые буквы латинских слов Y,T,N,F. Длина логического поля равна 1.
В поле примечаний отмечается признак, который указывает, что к записи прилагается дополнительный фрагмент текста.
Структура базы данных
Структуру простейшей базы данных можно рассматривать как прямоугольную таблицу, состоящую из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Вертикальные столбцы принято называть полями, а горизонтальные строки — записями. Единицей хранимой информации является горизонтальная строка-запись, которая хранит информацию, например, об одном ученике в классе в журнале. Каждая запись представляет собой совокупность полей.
Каждое поле БД характеризуется рядом параметров.
СИМВОЛЬНЫЙ — поля этого типа предназначены для хранения в них информации, которая рассматривается как строка символов и может состоять из букв, цифр, знаков препинания и т.п.
ЧИСЛОВОЙ — поля этого типа предназначены только для хранения чисел.
ДАТА — поля этого типа предназначены для хранения каких-либо дат в фиксированном формате: число, месяц, год.
ЛОГИЧЕСКИЙ — поля этого типа предназначены для хранения альтернативных значений вида «ДА» — «НЕТ» или «ПРАВДА» — «ЛОЖЬ». При этом значению «ДА» соответствует нахождение в поле символа «Т», а значение «НЕТ» — символа «F».
ПРИМЕЧАНИЕ (Memo) — поля этого типа используются для хранения фрагментов текста (примечаний).
Длина поля — это ширина вертикального столбца таблицы в символах.
Длина полей СИМВОЛЬНОГО типа представляют собой количество символов, которое Вы хотите уместить в поле.
Длина поля ЧИСЛОВОГО типа равна количеству десятичных разрядов числа, умещающегося в поле, включая знак числа, десятичную точку, целую и дробную часть. Например, если Вы описываете значение «-546.78», то длина равна 7.
Длина ЛОГИЧЕСКОГО поля всегда равна 1, так как его значение «T» или «F».
Количество десятичных знаков — это количество разрядов после десятичной точки. Данная характеристика имеет значение только для полей числового типа. Для всех остальных она равна нулю. Количество десятичных знаков не должно превосходить величины, на 2 меньшей, чем длина соответствующего числового поля. Это автоматически контролируется системой.
Чтобы описать структуру базы данных необходимо последовательно от поля к полю задать все вышеописанные их характеристики. Вы как бы разлиновываете таблицу, определяете ширину граф и их заголовки. При анализе возможной структуры базы Вам необходимо серьезно отнестись к вопросу распределения информации по полям и определения типов этих полей.
Вопрос №3 : основные компоненты среды СУБД
Вопрос№1: Назначение СУБД
любая СУБД должна обеспечивать следующее:
Обеспечение этих требований к информационным системам на уровне СУБД позволяет избегать повторения одной и той же работы при разработке программ.
Вопрос №3 : основные компоненты среды СУБД
Преимущество современных СУБД
Одно из самых важных преимуществ современных СУБД состоит в логической и физической независимости данных.
Этот этап характеризуется появлением новой технологии доступа к данным — интранет. Основное отличие этого подхода от технологии клиент-сервер состоит в том, что отпадает необходимость использования специализированного клиентского программного обеспечения. Для работы с удаленной базой данных используется стандартный браузер Интернета, например Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator, и для конечного пользователя процесс обращения к данным происходит аналогично скольжению по Всемирной Паутине (см. рис. 1.1). При этом встроенный в загружаемые пользователем HTML-страницы код, написанный обычно на языке Java, Java-script, Perl и других, отслеживает все действия пользователя и транслирует их в низкоуровневые SQL-запросы к базе данных, выполняя, таким образом, ту работу, которой в технологии клиент-сервер занимается клиентская программа. Удобство данного подхода привело к тому, что он стал использоваться не только для удаленного доступа к базам данных, но и для пользователей локальной сети предприятия.
Вопрос № 5:Трёхуровневая архитектура описания СУБД
Архитектура СУБД должна обеспечивать, в первую очередь, разграничение пользовательского и системного уровней. В настоящее время чаще всего поддерживается трехуровневая архитектура описания БД с тремя уровнями абстракции, на которых можно рассматривать базу данных. Такая архитектура включает: внешний уровень, внутренний уровень, концептуальный уровень.
Описание структуры данных на любом уровне называется схемой.
Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных. Суть этой независимости заключается в том, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую (означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему) и физическую (защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему).
Вопрос 6:Логическая и физическая независимость от данных
Логическая нез-ть – полная защищенность внешних схем от изменений, которые вносятся в концептуальную схему, предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных
Физическая – защищенность концептуальной схемы от изменений, которые вносятся во внутреннюю схему, предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.
Вопрос 7 :Основные функции СУБД
Основные функции СУБД
. Непосредственное управление данными во внешней памяти
Управление буферами оперативной памяти
Управление транзакциями
Журнализация
Поддержка языков БД
Модель файлового сервера.
является базовой для локальных сетей ПК. Одним из компьютеров в сети считается файловым сервером и предоставляет другим компьютерам услуги по обработке файлов. Файловый сервер работает под управлением сетевой операционной системы (Novell NetWare) и играет роль компонента доступа к информационным ресурсам (т.е. к файлам). На других ПК в сети функционирует приложение, в кодах которого совмещены компонент представления и прикладной компонент
Модель сервера приложений
Эта модель является расширением двухуровневой модели и в ней вводится дополнительный промежуточный уровень между клиентом и сервером. Этот промежуточный уровень содержит один или несколько серверов приложений.
В этой модели компоненты приложения делятся между тремя исполнителями:
Эта модель обладает большей гибкостью, чем двухуровневые модели. Наиболее заметны преимущества модели сервера приложений в тех случаях, когда клиенты выполняют сложные аналитические расчеты над базой данных, которые относятся к области OLAP-приложений. (On-line analytical processing.) В этой модели большая часть бизнес-логики клиента изолирована от возможностей встроенного SQL, реализованного в конкретной СУБД, и может быть выполнена на стандартных языках программирования, таких как С, C++, SmallTalk, Cobol. Это повышает переносимость системы, ее масштабируемость.
Многопотоковая односерверная архитектура
Проблемы, возникающие в модели «один-к-одному», решаются в архитектуре «систем с выделенным сервером», который способен обрабатывать запросы от многих клиентов. Сервер единственный обладает монополией на управление данными и взаимодействует одновременно со многими клиентами. Логически каждый клиент связан с сервером отдельной нитью («thread»), или потоком, по которому пересылаются запросы. Такая архитектура получила название многопотоковой односерверной («multi-threaded»). Она позволяет значительно уменьшить нагрузку на операционную систему, возникающую при работе большого числа пользователей («trashing»).
Кроме того, возможность взаимодействия с одним сервером многих клиентов позволяет в полной мере использовать разделяемые объекты (начиная с открытых файлов и кончая данными из системных каталогов), что значительно уменьшает потребности в памяти и общее число процессов операционной системы
Блокировки. Правила применения Жёсткой и нежёсткой блокировок транзакций.
Блокировки
Блокировками (locks) называются механизмы, применяемые для управления параллельными изменениями данных.
Существует два типа блокировок:
Блокировки, используемые уровнями изоляции, подразделяются на:
Объектно-реляционные СУБД
Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) — реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, реализующие объектно-ориентированный подход: объекты, классы и наследование реализованы в структуре баз данных и языке запросов.
Объектно-реляционными СУБД являются, к примеру, широко известные Oracle Database, Informix, DB2, PostgreSQL, FirstSQL/J.
Создание отчета.
1. Запустите программу.. Откройте БД.
2. Создайте Автоотчет: ленточный, используя в качестве источника данных таблицу. Отчет открывается в режиме Предварительного просмотра, который позволяет увидеть, как будет выглядеть отчет в распечатанном виде
Макрос.
Различие, однако, состоит в том, что макрос объединяет все эти инструкции в одном сценарии, который затем можно вызвать с помощью команды меню, кнопки панели инструментов или комбинации клавиш. С этой точки зрения макрос отличается от, скажем, рецепта приготовления хлеба, но похож на автоматическую хлебопекарню, загрузив ингредиенты в которую, можно испечь хлеб одним нажатием кнопки.
Список инструкций, составляющих макрос, как правило, состоит из макрооператоров. Некоторые операторы выполняют особые действия, связанные с выполнением самого макроса, но большинство операторов соответствует командам меню и опциям диалоговых окон приложения, в котором выполняется макрос.
31. Компьютерные средства контроля: авторизация пользователей, шифрование, поддержка пользователей.
Авториза́ция — предоставление определённому лицу или группе лиц прав на выполнение определённых действий; а также процесс проверки (подтверждения) данных прав при попытке выполнения этих действий. Часто можно услышать выражение, что какой-то человек «авторизован» для выполнения данной операции — это значит, что он имеет на неё право.
к такой информации.
Вопрос№1: Назначение СУБД
любая СУБД должна обеспечивать следующее:
Обеспечение этих требований к информационным системам на уровне СУБД позволяет избегать повторения одной и той же работы при разработке программ.
Вопрос №3 : основные компоненты среды СУБД
10. Компоненты СУБД. Преимущества и недостатки СУБД.
Система управления базами данных. Программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
СУБД — это программное обеспечение, которое взаимодействует с прикладными программами пользователя и базой данных и обладает перечисленными ниже возможностями.
· Позволяет создать базу данных, что обычно осуществляется с помощью языка определения данных (DDL — Data Definition Language). Язык DDL предоставляет пользователям средства указания типа данных и их структуры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных.
· Позволяет вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из базы данных, что обычно осуществляется с помощью языка манипулирования данными (DML — Data Manipulation Language). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инструмент организации запросов, который иногда называют языком запросов (query language). Наличие языка запросов позволяет устранить присущие файловым системам ограничения, при которых пользователям приходится иметь дело только с фиксированным набором запросов или постоянно возрастающим количеством программ, что порождает другие, более сложные проблемы управления программным обеспечением. Наиболее распространенным типом непроцедурного языка является язык структурированных запросов (Structured Query Language — SQL), который в настоящее время определяется специальным стандартом и фактически является обязательным языком для любых реляционных СУБД.
· Предоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью перечисленных ниже средств:
· системы обеспечения защиты, предотвращающей несанкционированный доступ к базе данных со стороны пользователей;
· системы поддержки целостности данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;
· системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базе данных;
· системы восстановления, позволяющей восстановить базу данных до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате сбоя аппаратного или программного обеспечения;
· доступного пользователям каталога, содержащего описание хранимой в базе данных информации.
Как показано на рис., в среде СУБД можно выделить следующие пять основных компонентов: аппаратное и программное обеспечение, данные, процедуры и пользователей.
Аппаратное обеспечение
Для работы СУБД и приложений необходимо некоторое аппаратное обеспечение. Оно может варьировать в очень широких пределах — от единственного персонального компьютера или одного мэйнфрейма до сети из многих компьютеров.
Используемое аппаратное обеспечение зависит от требований данной организации и типа СУБД. Одни СУБД предназначены для работы только с конкретными типами операционных систем или оборудования, другие могут работать с широким кругом аппаратного обеспечения и различными операционными системами.
Для работы СУБД обычно требуется некоторый минимум оперативной и дисковой памяти, но такой минимальной конфигурации может оказаться совершенно недостаточно для достижения приемлемой производительности системы. В аппаратное обеспечение могут входить например сервер баз данных и клиентские компьютеры.
Программное обеспечение
Этот компонент охватывает программное обеспечение самой СУБД и прикладных программ, вместе с операционной системой, включая и сетевое программное обеспечение, если СУБД используется в сети. Обычно приложения создаются на языках третьего поколения, таких как C++, Java, Visual Basic, Fortran, Pascal, PHP, Perl или на языках четвертого поколения, таких как SQL, операторы которых внедряются в программы на языках третьего поколения. Впрочем, СУБД может иметь свои собственные инструменты четвертого поколения, предназначенные для быстрой разработки приложений с использованием встроенных непроцедурных языков запросов, генераторов отчетов, форм, графических изображений и даже полномасштабных приложений. Использование инструментов четвертого поколения позволяет существенно повысить производительность системы и способствует созданию более удобных для обслуживания программ.
Данные
Вероятно, самым важным компонентом среды СУБД (с точки зрения конечных пользователей) являются данные. На предыдущем рис. показано что данные играют роль моста между компьютером и человеком. База данных содержит как рабочие данные, так и метаданные, т.е. «данные о данных». Структура базы данных называется схемой.
Процедуры
К процедурам относятся инструкции и правила, которые должны учитываться при проектировании и использовании базы данных. Пользователям и обслуживающему персоналу базы данных необходимо предоставить документацию, содержащую подробное описание процедур использования и сопровождения данной системы, включая инструкции о правилах выполнения приведенных ниже действий.
· Регистрация в СУБД.
· Использование отдельного инструмента СУБД или приложения.
· Запуск и остановка СУБД.
· Создание резервных копий СУБД.
· Обработка сбоев аппаратного и программного обеспечения, включая процедуры идентификации вышедшего из строя компонента, исправления отказавшего компонента (например, посредством вызова специалиста по ремонту аппаратного обеспечения), а также восстановления базы данных после устранения неисправности.
· Изменение структуры таблицы, реорганизация базы данных, размещенной на нескольких дисках, способы улучшения производительности и методы архивирования данных на вторичных устройствах хранения.
Пользователи
Последним, еще не рассмотренным нами компонентом среды СУБД являются пользователи системы. Этот компонент будет рассмотрен позднее.
Преимущества и недостатки СУБД
Преимущества:
Системы управления базами данных¶
Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.
Основные функции СУБД¶
Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:
Классификации СУБД¶
По модели данных¶
Иерархические¶
Используется представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.
Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами (в программировании применительно к структуре данных дерево устоялось название братья).
Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.
Примеры: Caché, Google App Engine Datastore API.
Сетевые¶
Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
Реляционные¶
Практически все разработчики современных приложений, предусматривающих связь с системами баз данных, ориентируются на реляционные СУБД. По оценке Gartner в 2013 году рынок реляционных СУБД составлял 26 млрд долларов с годовым приростом около 9%, а к 2018 году рынок реляционных СУБД достигнет 40 млрд долларов. В настоящее время абсолютными лидерами рынка СУБД являются компании Oracle, IBM и Microsoft, с общей совокупной долей рынка около 90%, поставляя такие системы как Oracle Database, IBM DB2 и Microsoft SQL Server.
Объектно-ориентированные¶
Управляют базами данных, в которых данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.
Этот вид СУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в объектно-ориентированных языках программирования. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.
Объектно-реляционные¶
Этот тип СУБД позволяет через расширенные структуры баз данных и язык запросов использовать возможности объектно-ориентированного подхода: бъекты, классы и наследование.
Зачастую все те СУБД, которые называются реляционными, являются, по факту, объектно-реляционными.
В данном курсе мы будем, в первую очередь, гооврить об этом виде СУБД.
Примеры: PostgreSQL, DB2, Oracle, Microsoft SQL Server.
По степени распределённости¶
По способу доступа к БД¶
Файл-серверные¶
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.
На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком.
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
Клиент-серверные¶
Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.
Встраиваемые¶
Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы (API).
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
Стратегии работы с внешней памятью¶
СУБД с непосредственной записью — это СУБД, в которых все измененные блоки данных незамедлительно записываются во внешнюю память при поступлении сигнала подтверждения любой транзакции. Такая стратегия используется только при высокой эффективности внешней памяти.
СУБД с отложенной записью — это СУБД, в которых изменения аккумулируются в буферах внешней памяти до наступления любого из следующих событий:
Такая стратегия позволяет избежать частого обмена с внешней памятью и значительно увеличить эффективность работы СУБД.
- что не является компонентом структуры спортивной тренировки
- что не является компонентом теоретического уровня познания