Предметная область и структурные элементы баз данных

Классификация баз данных

По технологии обработки данных БД подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная БД хранится целиком в памяти одной вычислительной системы. Если система входит в состав сети, то возможен доступ к этой БД других систем.

Распределенная БД состоит из нескольких, возможно пересекающихся или дублирующих друг друга БД, хранимых в памяти разных вычислительных систем, объединенных в сеть.

По способу доступа к данным БД распределяются на локальный и удаленный (сетевой) доступ.

Локальный доступ предполагает, что СУБД обрабатывает БД, которая хранится на той же вычислительной системе.

Удаленный доступ – это обращение к БД, которая хранится на одной из систем, входящих в компьютерную сеть. Удаленный доступ может быть выполнен по принципу файл-сервер или клиент-сервер.

Архитектура файл-сервер предполагает выделение одного из компьютеров сети (сервер) для хранения централизованной БД. Все остальные компьютеры сети (клиенты) исполняют роль рабочих станций, которые копируют требуемую часть централизованной БД в свою память, где и происходит обработка. Однако при большой интенсивности запросов к централизованной БД увеличивается нагрузка на каналы сети, что приводит к снижению производительности ИС в целом.

Архитектура клиент-сервер предполагает, что сервер, выделенный для хранения централизованной БД, дополнительно производит обработку клиентских запросов. Клиенты получают по сети уже обработанные данные. Учитывая широкое распространение БД в самых различных областях, в последнее время архитектура клиент-сервер применяется и на одиночных вычислительных системах. В этом случае клиент-программа, которой понадобились данные из БД, посылает запрос серверу-программе, управляющей ведением БД, на специальном универсальном языке запросов. Сервер пересылает программе данные, являющиеся результатом поиска в БД по ее запросу. Этот способ удобен тем, что программа-клиент не обязана содержать все функции поддержания и ведения БД, этим занимается сервер. В результате упрощается написание программ-клиентов. Кроме того, к серверу может обращаться любое количество клиентов.

При разработке БД на этапе концептуального проектирования подробно рассматривается предметная область, данные, их свойства и связи между ними. При этом применяются две методологии моделирования: семантическая и объектно-ориентированная. При семантическом моделировании главное внимание уделяется структуре данных, объектно-ориентированный подход нацелен на описание поведения объектов данных и способах манипулирования с ними. Сближение этих двух подходов привело к понятию объектно-ориентированных баз данных. Большинство существующих БД используют понятия и идеи объектно-ориентированных БД.

Предметная область баз данных рассматривается как объектная система и имеет следующие составляющие:

• объект;

• средство;

• время;

• связь.

Объект – это то, о чем накапливается информация в БД и что может быть однозначно идентифицировано. Объекты могут быть атомарными и составными. Для составного объекта определяется его внутренняя структура. Каждый объект в текущий момент времени взаимодействует с другими объектами определенным набором средств и связей.

Атрибут – это поименованная характеристика объекта, с помощью которой моделируется какое-то свойство объекта. Каждый объект имеет свои атрибуты, которые могут быть простыми и составными. Простые атрибуты не могут быть разделены на более мелкие компоненты, а остальные могут.

Атрибуты, с помощью которых можно идентифицировать экземпляр объекта, называются ключами. В качестве ключей иногда можно использовать несколько атрибутов, один из которых выбирается в качестве первичного ключа. Идентификацию некоторых объектов приходится осуществлять с помощью составных ключей, которые включают несколько атрибутов.

Объекты могут быть связаны между собой. Существует несколько типов связей, для характеристик которых, так же как и для объектов, можно использовать атрибуты.

Структурными элементами наиболее распространенных баз данных являются поля, записи и файлы. Полем называется элементарная единица логической организации данных, которая имеет имя, тип, длину, точность и соответствует неделимой единице информации – реквизиту. Запись – совокупность логически связанных полей. Файлом называется совокупность экземпляров записей одной структуры (рис. 10.1). Другими словами, файл – это чаще всего таблица, поле – столбец, а запись – строка этой таблицы.