3. Концепция баз данных. Классификации субд

   1. Особенности концепции баз данных. Где применяется.

   2. Структура ИС с сервером БД

   3. Виды программ, относящиеся к СУБД

   4. Классификация СУБД по характеру использования

Концепция баз данных

• Данные ИС размещаются в файлах несущей ОС

• Независимость физической и логической структуры данных

• Независимость программ и алгоритмов от организации данных

• Программы разрабатываются на основе единой точки зрения на процедуры обработки данных.

• При использовании концепции баз данных данные становятся определенным образом организованы, приобретают некую упорядоченность и внутреннюю структуру, а также, имеется некоторый набор унифицированных операций обработки данных и декларативных средств представления данных.

Структура ИС с сервером БД

• Концепция БД применяется в ИС, где данные имеют сложную логическую структуру, и предполагается многопользовательский доступ к данным, с вытекающими отсюда специфическими требованиями к организации доступа к ним.

К СУБД относятся следующие виды программ

• Полнофункциональные СУБД (ПФСУБД) : MS Access, MS FoxPro, Paradox

• Серверы БД: MySQL Server, MS SQL Server, InterBase

• Клиенты БД: любые программы, осуществляющие работу с данными (в т.ч. ПФСУБД)

• Средства разработки программ работы с БД : Delphi, Visual Studio, ERWin

Классификация СУБД по характеру использования

• Персональные (Visual FoxPro, MS Access): предназначены для создание персональных БД, могут выступать в качестве клиентов для многопользовательских СУБД

• Многопользовательские (Oracle, Informix, MySQL): включают в себя сервер БД и клиентскую часть. Могут работать в неоднородной вычислительной среде.

4. Концепция баз данных. Способы хранения и обработки бд. Распределённые субд

   1. Способы хранения и обработки БД. Классификация СУБД по способу хранения и обработки БД

   2. Распределённая обработка данных. Определение. Пример топологии.

Концепция баз данных

• Данные ИС размещаются в файлах несущей ОС

• Независимость физической и логической структуры данных

• Независимость программ и алгоритмов от организации данных

• Программы разрабатываются на основе единой точки зрения на процедуры обработки данных.

Способы хранения и обработки БД

• Централизованные БД - хранятся в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой БД.

• Распределённые БД - набор логически связанных между собой совокупностей разделяемых данных (и их описаний), которые физически распределены в некоторой компьютерной сети.

Классификация СУБД по способу хранения и обработки БД

• Централизованные – обеспечивают управление централизованными БД

• Децентрализованные (распределённые) – предназначены для управления распределенными базами данных и обеспечивают прозрачный доступ пользователей к распределенной информации.

Распределённая обработка данных

Распределенная обработка данных – это обработка с использованием централизованной базы данных, доступ к которой может осуществляться с различных компьютеров сети.

Пример топологии централизованной БД с распределённой обработкой данных

Характеристики распределённых СУБД

• Имеется набор логически связанных разделяемых данных.

• Сохраняемые данные разбиты на некоторое количество фрагментов.

• Может быть предусмотрена репликация фрагментов данных.

• Фрагменты и их копии распределяются по разным узлам.

• Узлы связаны между собой сетевыми соединениями.

• Доступ к данным на каждом узле происходит под управлением СУБД.

• СУБД на каждом узле способна поддерживать автономную работу локальных приложений.

• СУБД каждого узла поддерживает хотя бы одно глобальное приложение.

Пример топологии распределённой СУБД

Преимущества и недостатки распределенных СУБД

Распределённые СУБД бывают:

• Однородные – взаимодействуют с БД одного типа (одной модели данных, поддерживающих одни и те же типы данных и т.д.)

• Неоднородные – могут взаимодействовать с БД различного типа.

9. Распределённые СУБД

1. Распределённые СУБД. Характеристики. Пример топологии.

2. Преимущества и недостатки распределённых СУБД

3. Два типа распределённых СУБД

4. Разнородность узлов сети и способы решения проблемы обеспечения доступа к данным. Шлюзы.

9. Параллельные СУБД

   1. Параллельные СУБД. Определение.

   2. Три типа архитектуры параллельных СУБД. Особенности. Схемы.

10. Функции СУБД

    1. Две группы функций СУБД.

    2. Буфер оперативной памяти. Определение.

    3. Транзакции. Определение. Свойства.

    4. Журнал СУБД. Определение.

    5. Целостность базы данных. Определение.

    6. Способы обеспечения безопасности данных

9.РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СУБД

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями (например My SQL и MS Access).

По способу хранения и обработки базы данных делятся на централизованные и распределенные.

• Централизованные БД - хранятся в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой БД.

• Распределённые БД - набор логически связанных между собой совокупностей разделяемых данных (и их описаний), которые физически распределены в некоторой компьютерной сети.

Характеристики распределенных БД:

• Имеется набор логически связанных разделяемых данных.

• Сохраняемые данные разбиты на некоторое количество фрагментов.

• Может быть предусмотрена репликация фрагментов данных.

Репликация данных – это синхронизация информации между несколькими копиями баз данных.

• Фрагменты и их копии распределяются по разным узлам.

• Узлы связаны между собой сетевыми соединениями.

• Доступ к данным на каждом узле происходит под управлением СУБД.

• СУБД на каждом узле способна поддерживать автономную работу локальных приложений.

• СУБД каждого узла поддерживает хотя бы одно глобальное приложение.

Пример топологии:

Преимущества распределенных СУБД:

• Отображение структуры организации.

Позволяет поддерживать базу данных для каждого отдела (структурной единицы) организации. В этом случае персонал отдела сможет выполнять необходимые локальные запросы, а при необходимости – глобальные запросы к базам данных других отделов.

• Разделяемость и локальная автономность.

Географическая определенность организации может быть отражена в распределении данных по узлам, имеющим то же географическое распределение.

• Повышение доступности данных.

Выход из строя одного узла распределенных СУБД приводит к недоступности данных только этого узла, а система в целом сохраняет свою работоспособность.

• Повышение надежности.

Использование репликаций.

• Повышение производительности

• За счет использования высокоскоростных соединений к локальным частям БД

• Степень использования централизованного процессора сервера, а так же служб ввода/вывода ниже, чем в централизованной СУБД.

• Экономические выгоды

• Модульность системы

Расширение базы данных достигается за счет подключения первого узла сети и не оказывает влияния на функционирование системы.

Недостатки распределенных СУБД:

• Повышение сложности

• Увеличение стоимости:

1. Стоимость СУБД как программного продукта;

2. Оплата каналов связи между узлами СУБД;

3. Затраты на сетевое оборудование;

4. Затраты на обслуживающий персонал.

• Проблемы защиты

Требуется организовать контроль доступа не только к хранимым данным, но и защиту сетевых соединений.

• Усложнение контроля за целостностью данных

Целостность данных - это свойство БД, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация.

Повышенная стоимость передачи и обработки данных является главными фактором, который препятствует организации эффективной защиты от нарушения целостности данных.

• Отсутствие стандартов

• Недостаток опыта

• Усложнение процедуры разработки базы данных

Распределённые СУБД бывают:

• Однородные – взаимодействуют с БД одного типа (одной модели данных, поддерживающих одни и те же типы данных и т.д.)

• Неоднородные – могут взаимодействовать с БД различного типа.

Разнородность узлов сети и способы решения для обеспечения доступа к данным.

Особенность узла:

• Иной тип используемого оборудования.

Способ решения: замена программных кодов и изменение длины машинного слова.

• Иной тип используемой СУБД

Способ решения: Необходимо преобразовывать структуры данных одной модели данных в эквивалентные структуры данных другой модели данных.

Использование шлюзов для объединения разнородных узлов.

Шлюз – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для преобразования языка и модели данных каждого из используемых типов СУБД в язык и модель данных реляционной системы.

Недостаток: шлюз СУБД является не более чем транслятором запросов и не позволяет организовать систему управления транзакциями.

(Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения)