Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Вступление к базам данных

Вступление к базам данных

План

1. Технологии баз данных

2. Компоненты банков данных

3. Компоненты системы баз данных

Технологии баз данных

Возникновение технологий баз данных приходится на начало 60-х годов. Их быстрому развитию способствовали потребности в обработке информации, достижения в смежных областях информационных технологий таких, как операционные системы, языки программирования, техническое обеспечение. Сначала зарождались определенные идеи по управлению ресурсами данных, формировались основы методологии построения систем баз данных. С самого начала было понятно, что это направление имеет самостоятельное значение и будет играть одну из ключевых ролей в построении информационных систем различного назначения.

Информационные задачи в отличие от вычислительных имеют следующие особенности:

- сохранение данных сложной структуры;

- относительно простые алгоритмы обработки;

- большие объемы обрабатываемой информации.

Информационная система выполняет функции сбора

хранения, распространения и обработки информации. Под информацией понимают любые сведения о каком-либо событии, сущность, процесс и т.д., которые являются объектом определенных операций: передачи, преобразования, хранения или использования. Данные можно определить, как информацию зафиксированную в определенной форме, которая пригодна для дальнейшей обработки, хранения и передачи (рис. 1.1). Предметная область - область применения конкретной базы данных.

Информации соответствует инфологического представления, которое рассматривает вопросы, связанные с содержанием информации, независимо от представления в памяти компьютера. Даталогичне представления рассматривает вопрос представления данных в памяти компьютера.

Сначала для хранения данных применялись файловые системы (рис. 1.2). Для этих систем были характерны следующие особенности:

- структура записи файла данных была известна только прикладной программе, которая с ним работала, а система управления файлами ее не знала; каждая программа, яка работала с файлом данных, должна была иметь у себя структуру данных, которая отвечала этому файлу (такая ситуация характеризовалась, как зависимость программ от данных);

- система управления файлами должна была обеспечить авторизацию доступа к файлам для разных пользователей, но отсутствовали централизованные методы управления доступом к информации;

Функции управления информацией в информационных системах выполняют системы управления базами данных.

- для организации параллельной работы пользователей с данными необходимо согласованное управление, а система управления файлами при этом работала очень медленно.

Для преодоления этих недостатков практически параллельно начались работы над иерархическими и сетевыми базами данных (БД) и над соответствующими системами управления этими БД - СУБД. В основе этих БД лежали соответствующие модели данных: иерархические и сетевые (рис. 1.2).

Эти модели относятся к теоретико-графовых моделей. К преимуществам этих БД можно отнести эффективное использование памяти

компьютера, быстрое выполнение основных операций над данными. Недостатками этих БД является следующее:

- трудности при обработке информации с достаточно сложными связями;

- сложность понимания смысла обычным пользователем, зависимость от физической реализации.

В начале 70-х годов были сформированы теоретические основы современных технологий БД и окончательно сформировался самостоятельное направление информационных технологий - наука о базах данных. Главным событием этого периода стало появление реляционных баз данных. В основе реляционной модели лежит понятие отношения. Реляционная модель проста и понятна, а физические представления хорошо реализуется на компьютере. К недостаткам реляционных моделей можно отнести сложность реализации иерархических и сетевых связей.

В 70-х годах начали формироваться подходы в БД, связанные с использованием аппарата логики в качестве модели данных. Эти работы привели к созданию дедуктивных БД. Развитие этого направления позволяет создавать базы знаетнь.

В 80-х годах реляционные БД приобрели доминирующего положения. Однако уже тогда было и постоянно расширялся круг применений, для которых эта технология была неадекватной. Это касается мультимедийных приложений, систем, оперирующих пространственными данными и т.д. В середине 80-х годов успехов достигло объектно-ориентированное программирование. Под его влиянием и в связи с необходимостью реализации нетрадиционных применений, требования которых плохо согласуются с возможностями реляционных систем, начались работы по практической реализации объектно-ориентированных БД. Логическая структура объектно-ориентированной БД внешне похожа на структуру иерархической БД, но она дополнена объектно-ориентированными механизмами. Объектно-ориентированные БД по сравнению с реляционными БД имеют возможность отображать информацию в сложных взаимосвязях объектов, определять функции обработки отдельных записей. К недостаткам объектно-ориентированных моделей принадлежит высокая понятийная сложность, низкая скорость выполнения запросов, неудобство обработки данных.

Желание разработчиков реляционных БД сохранить лидирующие позиции и повысить эффективность реляционной модели, привели к разработке объектно-реляционной модели, на основе которой начали разрабатываться объектно-реляционные БД. В этих моделях допускается применение многозначных полей - полей, состоящих из пидзначень. Эти БД позволяют обеспечить высокую наглядность представления информации и повысить эффективность ее обработки. К недостаткам объектно-реляционных моделей можно отнести сложность решения обеспечения целостности и непротиворечивости данных.

В начале 90-х годов начало увеличиваться значение информационного обеспечения систем поддержки принятия решений. Это привело к необходимости создания многомерных СУБД и на их основе разработки информационных хранилищ. Эти системы используют историческую информацию, которая представляется в агрегированном виде. На основе этой информации выполняется аналитическая обработка, прогнозирование данных, а также интеллектуальный анализ данных.

В это время также большое внимание уделялось развитию распределенных систем. Успехи в разработке компьютерных сетей стимулировали исследования в технологиях распределенных БД, были разработаны архитектурные концепции клиент - сервер.

Одним из величайших достижений 90-х годов в области информационных технологий стало создание открытой глобальной распределенной неоднородной гипермедийной информационной системы, которая использует коммуникационную сеть Internet. Эта система получила название WWW (Web). С самого начала выполнялись попытки интегрировать системы БД в Web. Одним из направлений работы является интеграция структурированных данных БД и слабоструктурированных данных Web, проводятся работы по созданию БД на языке XML.

В настоящее время во многих компьютерных компаниях осуществляются работы по созданию цифровых библиотек - информационных систем, предназначенных для хранения, поиска, обработки, анализа и распространения информационных ресурсов различной природы - структурированных и слабоструктурированных данных, мультимедийной информации, полнотекстовых документов. Для создания таких систем используются Web-технологии, разрабатываются методы интеграции неоднородных ресурсов, распознавание и поиска информационных ресурсов.

Компоненты банков данных

Банк данных - это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, языковых, технических, организационно-методических средств предназначенных для поддержки информационной модели предметной области с целью обеспечения информационных потребностей пользователей (рис. 1.3).

База данных - поименованная совокупность взаимосвязанных данных, находящихся под управлением СУБД. В БД хранятся данные, логически связанные между собой. К главным свойств БД относятся:

- целостность означает, что в любой момент времени сведения в БД должны быть непротиворечивы;

- безопасность означает, что выполняется защита данных от санкционированного и несанкционированного доступа;

- восстановленности означает возможность восстановления БД после сбоев роботуферизации оперативной памяти.

Менеджер данных - предназначен для управления внешней памятью, обеспечение создания структур для данных, хранящихся и вспомогательных структур (индексы и т.д.).

Менеджер транзакций - поддерживает механизмы фиксации и отката транзакций, связанный с менеджером буферов оперативной памяти и обеспечивает хранение всей информации, необходимой после сбоев системы.

Менеджер журналов - обеспечивает регистрацию сведений о выполнении транзакций, о работающих пользователей, о выполнении применения, о доступы к различным структурам данных и т.д.

Подсистема средств проектирования представляет собой набор инструментов, которые упрощают проектирование и реализацию баз данных и их приложений. Как правило, этот набор содержит средства для создания таблиц, форм, запросов и отчетов. В СУБД также языки программирования и интерфейсы к ним.

Подсистема обработки осуществляет обработку компонентов приложения, созданные с помощью средств проектирования.

Применение БД состоит из форм, запросов, отчетов, меню и приложений. Формы, запросы и отчеты можно создавать с помощью средств, поставляемых в комплекте с СУБД. Приложения должны быть написаны или на входном языке СУБД, или на одной из стандартных языков, а затем с помощью СУБД соединены с БД.

Литература

1. Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс. - М .: Гелиос АРВ, 2002. - 368 с.

2. Гайна А. Организация баз данных и знаний. Языка баз данных Конспект лекций.-К.: КНУСА, 2002. - 64 с.

3. Гайна Г.А., Попович Н.Л. Организация баз данных и знаний. Организация реляционных баз данных: Конспект лекций. - М.: КНУБА, 2000. - 76 с.

4. Гарсиа-Молина Г., Ульман Д., Уидом Д. Системы баз данных. М .: Издательский дом "Вильямс", 2003. - 1088 с.

5. Григорьев Ю.А., Ревунков Г.И. Банки данных. М .: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 320 с.

6. Грофф Дж. Вайнберг П. Энциклопедия SQL. - СПб.: Питер, 2003. - 896 с.

7. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. - К.: Диалектика, 1998. - 784 с.

8. Диго С.М. Проектирование и использование баз данных.-М.: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

9. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. - СПб.: Питер, 2001. - 304 с.

10. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных.- М.: Финансы и статистика, 2002. - 800 с.

11. Конноли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003. - 1440 с.

12. Кренке Д. Теория и практика построения баз данных. - СПб.: Питер, 2003. - 800 с.

13. Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 512 с.

14. Роб П., Коронел К. Системы баз данных: проектирование, реализация и управление. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 1040 с.

Загрузка...