Архитектура построения баз данных. Понятие модели данных. Иерархическая модель

Модель данных - это совокупность структур данных и операций их обработки.

ü Иерархическая модель позволяет строить БД с древовидной структурой. В них каждый узел содержит свой тип данных (сущность). На верхнем уровне дерева имеется один узел – корень, на следующем уровне располагаются узлы, связанные с этим корнем,

ü В сетевой модели возможны связи всех информационных объектов со всеми. Например, каждый преподаватель может обучать много студентов и каждый студент может обучаться у многих преподавателей.

ü Реляционная модель. В ней информация представляется в виде двумерных таблиц, а операции сводятся к манипуляциям с таблицами Причины доминирования РМ обусловлены тем что имеется развитая теория (реляционная алгебра), аппарат сведения других моделей данных к РМ, специальные средства у ускоренному доступу к информации, стандартизированный высокоуровневый язык запросов к БД,.

ü Объектно-ориентированная модель начала разрабатываться в 1990-е годы с появлением объектно-ориентированных языков. Такие БД хранят методы классов, что позволяет интегрировать данные и их обработку в приложениях

Иерархические, или древовидные, структуры данных разработаны и используются достаточно давно. Иерархическая модель данных близка по своей идее к иерархической структуре данных. Но модель описывает не конкретные методы работы и манипулирования ссылками, а способ логического представления данных Для каждого уровня связи вводится интерпретация, зависящая от предметной области и описывающая взаимоотношение. Каждый элемент представляется с помощью записи. Структура данных, обычно используемая для представления этой записи об элементе, обычно содержит некоторые атрибуты, характеристики каждого элемента. У иерархических СУБД есть достоинства и недостатки. К достоинствам относится возможность реализовать быстрый поиск нужных значений, когда условия запроса соответствуют иерархии в схеме базе данных Недостатки: сложность внесения изменений, медленный поиск, если запрос не соответствует данной иерархии.

 

30. Архитектура построения баз данных. Сетевая модель. Модель данных «сущность-связь».

Сетевая модель данных является развитием иерархической модели В сетевой модели, так же как и в иерархической модели, есть понятие элемента данных и связи, которая может быть именована. Главное отличие сетевой модели от иерархической заключается в том, что к каждому элементу может идти связь не от одного элемента (“родителя”), а от нескольких. Сетевая модель данных основывается на понятии элемента данных и связей, задающих логику взаимоотношениями между данными.

Связи от каждого элемента могут быть направлены на произвольное количество других элементов.

Средством моделирования предметной области на этапе концептуального проектирования является модель "сущность–связь". В ней моделирование структуры данных предметной области базируется на использовании графических средств – ER-диаграмм (диаграмм "сущность–связь")

Основные понятия: – сущность, атрибут, связь Сущность– это некоторый объект реального мира, который может существовать независимо.. Атрибут – это свойство сущности. На ER-диаграмме сущность изображается прямоугольником, в котором указывается ее имя. Связь представляет взаимодействие между сущностями.

 

31. MS Access: Настройка параметров поля.

Главным свойством поля является его тип, но с помощью конструктора таблиц для каждого поля можно применять и другие свойства. С их помощью можно задать формат поля, сделать ввод данных в поле удобнее и предотвратить ошибки Размер поля – система допускает для текстового поля максимальное число символов - 255. По умолчанию устанавливается 50. Для числового поля по умолчанию устанавливается размер до 15 десятичных знаков.

Формат поля – определяет, в каком виде число, набираемое на клавиатуре, выводится на экран. Система поддерживает семь форматов. Например, денежный формат выводит на экран символ денежной единицы.

Маска ввода – используется в том случае, если все значения поля должны иметь один формат. Например, номер телефона, дата, почтовый индекс и т.п. Маска может состоять из трех частей, разделенных точками с запятой. Подпись – это второй идентификатор поля. Первый - имя поля. Подпись используется для заголовка столбца в таблице. Ее делают более информативной, чем имя поля.

Значение по умолчанию – значение поля, автоматически вводимое в таблицу при добавлении записи. Значение устанавливается пользователем.

Условие на значение – это свойство служит для автоматического контроля значения поля, вводимого в таблицу: оно должно удовлетворять условию, заданному пользователем. Например, выражение >1995 And <1998 допускает ввод значений 1996 и 1997. Если условие не соблюдается, на экран выводится сообщение об ошибке и допустимые значения поля. Сообщение об ошибке – дополняет предыдущее свойство.

Пользователь может сформулировать свой текст сообщения об ошибке. Например, Год рождения указан не верно. В этом случае допустимые значения поля на экран не выводятся.

Обязательное поле – это логическое свойство, которое может принимать значения Да и Нет. При значении Да в поле обязательно должны быть введены данные.

В числовых полях допустимым является значение 0.

Индексированное поле – используется для ускорения поиска и сортировки записей в таблице по одному полю.

Число десятичных знаков – это свойство определяет число десятичных знаков справа от запятой, которые будут отображаться на экране при наборе чисел. Данное свойство необходимо устанавливать одновременно со свойством Формат поля.

 

СУБД MS Access. Создание связей между таблицами, обеспечение целостности данных.

После создания таблиц, следует перейти на закладку «Работа с базами данных» и нажимам на кнопку «Схема данных». в открывшимся окне последовательно добавляем все таблицы.. Связь данных в одной таблице с данными в других таблицах осуществляется через уникальные идентификаторы (ключи) или ключевые поля. Создаем связь. В появившемся окне диалога "Изменение связей" (рис. 3) необходимо установить флажки: "Обеспечить целостность данных", "каскадное обновление связанных полей" и "каскадное удаление связанных записей", убедиться в том, что установлен тип отношений один-ко-многим и нажать кнопку Создать. Установка флажка Каскадное удаление связанных записей приведет к тому, что при удалении записи таблицы «Книги» будут удалены все соответствующие записи таблицы «Записи». Установка флажка Каскадное обновление связанных полей приведет к тому, что при обновлении поля «Код» таблицы «Книги» будут автоматически обновляться одноименные поля в соответствующих записях таблицы «Записи». Нажимаем кнопку «Создать». Связь готова.

Виды связей: lодин ко многим, один к одному, многие ко многим. Связь "один ко многим" - наиболее распространенный вид связи. При такой связи каждой строке таблицы А может соответствовать множество строк таблицы Б, однако каждой строке таблицы Б может соответствовать только одна строка таблицы А. При установлении связи "многие ко многим" каждой строке таблицы А может соответствовать множество строк таблицы Б и наоборот. Такая связь создается при помощи третьей таблицы, называемой соединительной. При установлении связи "один к одному" каждой строке таблицы А может соответствовать только одна строка таблицы Б и наоборот.

 

33. Многопользовательские базы данных. Архитектура файл/сервер.

Многопользовательской называется такая среда, в которой к базе данных, с которой работает пользователь, могут подключаться и другие пользователи, которые, кроме того, могут вносить в нее изменения. В результате с некоторыми объектами базы данных могут работать одновременно несколько пользователей. Таким образом, в многопользовательской среде при внесении изменений в базу данных могут отражаться и изменения, сделанные другими пользователями. При работе с базами данных в многопользовательской среде основной является проблема прав доступа. Разрешения, которыми обладает пользователь, определяют масштаб действий, который он может выполнять в базе данных.

Архитектура «файл-сервер» В архитектуре «файл-сервер», средства организации и управления БД (в том числе и СУБД) целиком располагаются на машине клиента, а БД, представляющая собой обычно набор специализированных структурированных файлов, – на машине-сервере. В этом случае серверная компонента представлена даже не средствами СУБД, а сетевыми составляющими операционной системы, обеспечивающими удалённый разделяемый доступ к файлам. Таким образом, «файл-сервер» представляет вырожденный случай клиент-серверной архитектуры. Взаимодействие между клиентом и сервером происходит на уровне команд ввода-вывода файловой системы, которая возвращает запись или блок данных. Запрос к базе, сформулированный на языке манипулирования данными, преобразуется самой СУБД в последовательность команд ввода-вывода, которые обрабатываются операционной системой машины-сервера

На рабочих станциях находятся прикладные программы, настольная СУБД. СУБД на рабочей станции посылает запрос пользователя или прикладной программы к БД на сервере. Подсистема управления данными (ОСуд) выбирает из БД необходимые для выполнения запроса таблицы целиком. Затем подсистема сетевой коммуникацию (ОСсеть) пересылает их на рабочую станцию, где СУБД выполняет запрос. При этом если таблицы имеют связанные с ними данные или индексы, то они также пересылаются по сети. В результате передается гораздо больший объем данных, чем реально нужно для выполнения запроса. Вследствие этого сеть сильно перегружается, что является недостатком архитектуры файл/сервер. Пользователи могут также формировать запросы и на внесение изменений в БД. При этом важнейшей задачей является блокирование записей, с которыми работает один из пользователей, чтобы в это время другой пользователь не внес изменений в те же данные. В архитектуре файл/сервер вся тяжесть выполнения запросов к БД и обеспечение целостности данных ложится на СУБД пользователя.

 

34. Многопользовательские базы данных. Клиент/серверные системы.

Многопользовательской называется такая среда, в которой к базе данных, с которой работает пользователь, могут подключаться и другие пользователи, которые, кроме того, могут вносить в нее изменения. В результате с некоторыми объектами базы данных могут работать одновременно несколько пользователей. Таким образом, в многопользовательской среде при внесении изменений в базу данных могут отражаться и изменения, сделанные другими пользователями. При работе с базами данных в многопользовательской среде основной является проблема прав доступа. Разрешения, которыми обладает пользователь, определяют масштаб действий, который он может выполнять в базе данных.

В отличие от системы удаленной обработки, в которой имеется только один компьютер, клиент/серверная система состоит из множества компьютеров, объединенных в сеть.

Компьютеры называемые клиентами, занимаются обработкой прикладных программ. Компьютеры, называемые серверами занимаются обработкой БД. Тип компьютеров, используемых в качестве клиентов может быть разным, это могут быть большие ЭВМ или микрокомпьютеры. Однако, как правило, функции клиентов выполняют почти всегда ПК. В роли сервера может выступать компьютер любого типа, но по экономическим причинам функции сервера чаще всего также выполняют ПК, но имеющие более высокую производительность.

На сервере сети размещается БД и устанавливается мощная серверная СУБД – сервер баз данных

Сервер БД – это программный компонент, обеспечивающий хранение больших объемов информации, ее обработку и представление пользователям в сетевом режиме

При клиент/серверной обработке уменьшается сетевой трафик, так как через сеть передаются только результаты запросов. Груз файловых операций ложится в основном на сервер, который мощнее компьютеров-клиентов и поэтому способен быстрее обслуживать запросы. Как следствие этого, уменьшается потребность клиентских приложений в оперативной памяти.