Базы данных Лекция №04 Общая характеристика понятий БД 1. Структуры файловых систем Функции ИС (программный комплекс): • Надежное хранение информации • Выполнение преобразований, вычислений • Предоставление пользовательского интерфейса Файл – именованная область внешней памяти Функции Системы управления файлами: • Распределение внешней памяти • Отображение имен файлов • Обеспечение доступа к данным 2 1. Структуры файловых систем Подходы сопоставления имени каталога: 1. Изолированные файловые системы 2. Централизованные файловые системы Преимущества централизованных: • Выполняет больше рутинной работы • Оповещает о потребности установки дисков • Равномерное распределение памяти • Перемещение редко используемых файлов • Облегчается резервное копирование Недостаток централизованных: • Перенос поддерева файловой системы на другую 3 вычислительную установку 2. Авторизация доступа к файлам Мандатный способ защиты – каждый пользователь имеет отдельный мандат Дискреционный подход (ОС UNIX) Целочисленные идентификаторы: 1. Идентификатор группы 2. Собственный идентификатор пользователя 3. Идентификаторами снабжается каждый процесс 4. При каждом файле хранится полный идентификатор пользователя 5. Контролируется возможность выполнения: – – – Чтения Записи Выполнения 4 4. Области применения файлов Связи между программными компонентами по пониманию логической структуры файлов 5 5. Основные понятия представления данных Классы задач: • Вычислительные задачи • Задачи обработки данных Невычислительные задачи – обработкой различного рода документов 6 5. Основные понятия представления данных Задача 1. Начисление заработной платы Фамилия, имя, отчество Оклад Количество отработанных дней в месяц FIO O Ko Начисленная сумма S S=KoO/Kr, где Kr – количество рабочих дней в данном месяце Иванов Иван Иванович 1800 24 1800 7 5. Основные понятия представления данных Новые понятия: • Элемент данных (поле) – наименьшая единица поименованных данных • Логическая запись – поименованная совокупность элементов данных (полей) • Экземпляр логической записи – текущее значение элементов записи • Логический файл – поименованная совокупность всех экземпляров записей заданного типа Salary = RECORD END; FIO: string; O: real; Ko: real; S: real; 8 5. Основные понятия представления данных Задача 2. Учет кадрового состава Фамилия, имя, отчество FIO Должность Год рождения Оклад Место жительства D G O M Задача 3. Учет экономии фонда оплаты труда Фамилия, имя, отчество Оклад FIO O Количество дней Невыплаченна на больничном я сумма листе Kдв SN SN=KдвO/Kr 9 5. Основные понятия представления данных Эксплуатационные недостатки: • Информация дублируется • Одно и то же значение несколько раз в разные файлы • Возможность противоречивости данных Устранение недостатков: • Объединить все записи в одну • Объединить записи только задач 1 и 2 FIO FIO D O O Kдв G Ko SN S M База данных – совокупность экземпляров различных типов записей и отношений между записями и элементами 10 6. Потребности информационных систем Примитивная схема структуризации данных в ИС Две ИС с общей библиотекой 11 7. Целостность данных Система должна «знать»: • Кол-во информационно связанных файлов • Структуру полей • Смысл каждого поля • Что изменение данных в одном файле автоматически вызывает модификацию второго СУБД берут работу на себя: • Поддержка транзакционного управления 12 • Журнализация изменений 8. Система управления базой данных Необходимо отделить данные от прикладных программ СУБД – программный комплекс, обеспечивающий независимость Поддержка интегрированной совокупности данных для: • Создания • Ведения • Использования БД многими пользователями Банк данных – система •Языковых •Алгоритмических •Программных •Технических •Организационных 13 средств 8. Функции СУБД 1. Определение структуры создаваемой БД 2. Возможность манипулирования данными 14 8. Функции СУБД 3. Обеспечение независимости прикладных программ и данных 4. Защита логической целостности БД 5. Защита физической целостности БД 6. Управление полномочиями пользователей 7. Синхронизация работы пользователей 8. Управление ресурсами среды хранения 9. Поддержка деятельности системного персонала Транзакция – это единица действий, производимых с базой данных 15 9. СУБД – независимый системный компонент Системы управления файлами обеспечивают: • Распределение дисковой памяти • Структуризацию дисковой памяти • Именование файлов • Авторизацию доступа • Поддержку многопользовательского режима 16 9. СУБД – независимый системный компонент Отдельная СУБД и базы данных с метаданными 17 10. Заключение Потребности информационных систем: • Надёжное долговременное хранение больших объемов данных • Быстрый доступ к данным Временные соотношения очень актуальны При выборе технологии построения ИС нужно тщательно оценивать и прогнозировать её потенциальные потребности в средствах управления данными 18