Классы и структуры систем управления базами данных

Классы и структуры систем управления базами данных

В этом смысле главной отличительной чертой БД является использование централизованной системы управления данными, причем как на уровне файлов, так и на уровне элементов данных. Централизованное хранение совместно используемых данных приводит не только к сокращению затрат на создание и поддержание данных в актуальном состоянии, но и к сокращению избыточности информации, упрощению процедур поддержания непротиворечивости и целостности данных.

Эффективное управление внешней памятью является основной функцией СУБД. Эти, обычно специализированные, средства определяют эффективность системы. Без них она не сможет выполнять некоторые задачи уже потому, что их выполнение будет занимать слишком много времени. При этом ни одна из таких специализированных функций, как построение индексов, буферизация данных, организация доступа и оптимизация запросов, не является видимой для пользователя и обеспечивает независимость между логическим и физическим уровнями системы.

СУБД обеспечивает:

• 
  описание и контроль данных;
  
• 
  манипулирование данными (запись, поиск, выдачу, изменение содержания);
  
• 
  физическое размещение (изменение размеров блоков данных,  записей,  использование занимаемого  пространства, сортировку, сжатие, кодирование и пр.);
  
• 
  защиту от сбоев, поддержку целостности и восстановление;
  
• 
  работу с транзакциями и файлами;
  
• 
  безопасность данных.
  

В иерархической системе управления базой данных данные в соответствии с ветвящимся деревом их признаков располагаются в двухмерных файлах и образуют деревья признаков. Соответственно этому происходит и поиск необходимых сведений.

В реляционных системах управления базами данных данные представляются в форме таблиц, определяющих взаимосвязь записей. Реляционные СУБД характеризуются простотой, гибкостью и точностью. Каждая из них одновременно работает с данными, размещенными в нескольких таблицах. Поэтому реляционные БД ориентированы на быстрый доступ к небольшим объемам данных.

Объектно-ориентированные системы управления базами данных основываются на объектно-ориентированной архитектуре. Они позволяют работать со сложными типами данных, хранимых в виде объектов; отличаются высокой производительностью при обработке транзакций (особенно эффективны при обработке изображений). Их возникновение обусловлено потребностями разработки сложных информационных систем, неудовлетворенных технологиями предшествующих БД. В таких СУБД должны быть решены проблемы поддержки иерархии и наследования типов, управления сложными объектами. Решение этих задач сталкивается с ограничениями: отсутствием общепринятой объектно-ориентированной модели данных, декларативного языка запросов и т. п.

Гибридные системы управления базами данных объединяют положительные качества реляционных и объектно-ориентированных систем. Они соединяют средства обработки транзакции реляционных СУБД с поддержкой многочисленных типов данных объектно-ориентированных СУБД.

Кроме этого, системы управления базами данных можно классифицировать.

1. По используемому языку общения:

• 
  замкнутые, имеющие собственные самостоятельные языки общения пользователей с БД. Они обеспечивают непосредственное общение с системой в режиме диалога, позволяют работать без программистов;
  
• 
  открытые, в которых для общения с БД используется язык программирования,   «расширенный»   операторами   языка манипулирования данными (ЯМД). В этом случае необходимо участие квалифицированного программиста.
  

3. По выполняемым функциям:

• 
  операционные, предполагающие иные виды обработки по получению   информации,   не  хранящейся   в  явном   виде в БД;
  
• 
  информационные,   позволяющие   организовать   хранение данных, поиск и выдачу нужных данных из БД и поддерживать их целесообразность и актуальность.
  

• 
  универсальные, настраиваемые на любую предметную область путем создания соответствующей БД и прикладных программ;
  
• 
  проблемно-ориентированные на определенные процедуры обработки данных, присущих конкретной области применения.
  

• 
  ядро СУБД — программный комплекс (модуль или модули), обеспечивающий  непосредственное  выполнение  физических операций над БД (в ранних системах функции ядра выполняли программы методов доступа ОС ЭВМ);
  

Рис. 1.24. Типичная структура системы управления базами данных

• 
  среда — совокупность интерфейсных модулей, обеспечивающих связь пользователей с ядром и через него с БД. Среда включает в себя утилиты   администратора БД (АБД) и пользовательские интерфейсы.
  

• 
  физическая   подготовка   дисковой   памяти   к   размещению  БД;
  
• 
  подготовка справок о составе БД, структуре файлов, количестве данных и занимаемом объеме;
  
• 
  загрузка   файла   БД   из   последовательного   набора  данных ОС;
  
• 
  дозагрузка (расширение существующего файла);
  
• 
  модификация БД: расширение или перемещение физических наборов данных, реорганизация;
  
• 
  модификация файла (таблицы, группы таблиц): добавление новых полей в структуру записи; инвертирование полей или освобождение (превращение инвертированных полей в сканируемые);
  
• 
  выгрузка образа БД (файла таблицы) для сохранения в архивном наборе данных;
  
• 
  создание и ведение словаря данных и др.
  

• 
  диалоговые интерфейсы;
  
• 
  генераторы отчетов;
  
• 
  система конструирования и поддержки интерактивных технологий в информационных системах (ЯП АИС).
  

В узком смысле под АИПС принято понимать открытый (обычно) или замкнутый (реже) программный продукт, предназначенный для реализации практически большинства функций (процессов): ввод, обработка, хранение, поиск, представление данных (организованных в записи или документы, находящиеся в БД). В этом смысле часто отождествляют АИПС с АИС, и это трудно оспаривать.

Среди АИПС в узком смысле принято выделять:

фактографические системы с  фиксированной структурой данных или записей, для разработки которых, как правило, используются СУБД, поддерживающие табличные (реляционные) БД;

документальные системы с неопределенной или переменной структурой данных или документов, для разработки
которых часто (но не обязательно) применяют оболочки АИПС.