Базы данных

 Возможности оптимизирования запросов. При использовании  непроцедурных языков запросов их выполнение может быть неоптимальным.

 Надежность.

 Понятие надежности системы имеет много  смыслов – это и сохранность  информации независящая от любых  сбоев, и безотказность работы системы  в любых условиях, и обеспечение  защиты данных от несанкционированного доступа.

 Восстановление  после сбоев.

 Резервное копирование.

 Откат изменений. При выполнении транзакции применяется простое правило  – либо транзакция выполняется полностью, либо не выполняется вообще.

 Многоуровневая  система защиты. Информационная система  организации почти всегда включает в себя секретную информацию, поэтому  для предотвращения несанкционированного доступа используется служба идентификации  пользователей. Уровень защиты может  быть различным.

 Требования  к рабочей среде.

 Поддерживаемые  аппаратные платформы.

 Минимальные требования к оборудованию.

 Максимальный  размер адресуемой памяти. Поскольку  почти все современные системы  используют свою файловую систему, немаловажным фактором является то, какой максимальный объем физической памяти они могут  использовать.

 Операционные  системы, под управлением которых  способна работать СУБД.

 Смешанные критерии.

 Качество  и полнота документации. К сожалению, не все системы имеют полную и  подробную документацию.

 Локализованность. Возможность использования национальных языков не во всех системах реализована полностью.

 Модель  формирования стоимости. Как правило, производители СУБД используют определенные модели формирования стоимости. Например, стоимость одного и того же продукта может существенно изменяться в  зависимости от того, сколько пользователей  будет с ним работать.

 Стабильность  производителя.

 Распространенность  СУБД.

 3.Архитектура клиент-сервер. Жизненный цикл БД, этапы проектирования БД. Инфологическое моделирование. Даталогическое моделирование. Физическое проектирование БД. 

 Архитектура клиент-сервер - архитектура распределенной вычислительной системы, в которой  приложение делится на клиентский и  серверный процессы.

 Основные  этапы жизненного цикла системы  с базой данных :

 Проектирование  базы данных.

 Материализация  базы данных.

 Конвертирование существующих наборов данных и прикладных программ во вновь созданную базу данных.

 Интеграция  конвертированных прикладных программ для работы в среде вновь созданной  базы данных.

 Эксплуатация.

 Развитие, совершенствование и сопровождение.  

 Этапы проектирования баз  данных

 Критерии  оценки модели данных

 Структурная достоверность - соответствие способу  определения и организации информации на данном предприятии

 Простота  понимания. Выразительность (способность  представлять отличия). Отсутствие избыточности. Способность к совместному использованию. Расширяемость. Целостность (согласованность  со способом использования и управления информацией внутри предприятия). Представление  в виде диаграмм.

 1. Внешняя  модель - описание логической структуры  БД с точки зрения конкретного  пользователя. Таким образом, пользователь  имеет доступ только к тем  данным, которые отражены в соответствующей  подсхеме. Применение внешней модели  является одним из способов  защиты данных от несанкционированного  доступа.

 2. Инфологическая (концептуальная) модель предметной  области - по возможности, формализованное  представление предметной области.  Модель строится без ориентации  на используемые в дальнейшем  программные и технические средства. Используются специальные искусственные  формализованные языковые средства. Требование адекватного отображение предметной области. Непротиворечивость. Легкая расширяемость. Язык спецификации должен быть одинаково применим как для ручного, так и для автоматизированного проектирования ИС. Легко восприниматься всеми категориями пользователей.

 3. Даталогическая модель БД - модель логического уровня, представляющая собой отображение логических связей между элементами данных, независимо от их содержания и среды хранения. Схема - описание логической структуры БД на языке СУБД.

 4. Физическая  модель - привязка даталогической модели БД к среде хранения. Используются возможности данной конкретной СУБД. Скрыто от разработчика.

 Инфологическое (концептуальное) проектирование

 БД  отражает определенную предметную область. Чтобы данные, хранящиеся в БД, адекватно  отражали предметную область проектировщик  должен разобраться как функционирует данная система. Затем требуется описать ее с помощью формализованных языковых средств. Наибольшее распространение получил графический способ представления инфологической модели под названием "сущность-связь".

 На  этом этапе должны быть выполнены  следующие шаги:

 - Определение  объектов, в которых накапливается  и обрабатывается информация.

 - Определение  основных характеристик объектов  и их взаимосвязей.

 Даталогическое проектирование

 На  этапе даталогического проектирования строится логическая структура БД. При этом происходит преобразование исходной инфологической модели в модель данных, которая поддерживается конкретной СУБД. После этого производится проверка адекватности даталогической модели, отображаемой предметной области. Конечным результатом даталогического проектирования является описание структуры БД на языке описания данных конкретных СУБД.

 Связи между классами, показанные в инфологической модели, в даталогической модели могут отображаться либо за счет совместного расположения связанных элементов, либо путем объявления связей между ними.

 Не  все виды связи существующие в предметной области можно отобразить даталогической моделью. Так большинство СУБД не обеспечивают поддержание связи типа М:М. В этом случае в даталогической модели вводится вспомогательный элемент, т.е. M:N разбивается на два отношения между исходными элементами и вспомогательными (1:M, 1:N).

 Проектирование  приложений БД

 Проектирование  транзакций - определение и документирование высокоуровневых характеристик  всех транзакций: данные, функциональные характеристики, выходные данные, степень  важности предполагаемая интенсивность  использования.

 Типы  транзакций: транзакция извлечения, транзакция обновления, смешанные транзакции.

 Проектирование  пользовательского интерфейса

 Содержательное  название

 ясные и понятные инструкции

 логическая  обоснованность группировки и последовательности полей

 легко узнаваемые названия полей

 согласованная терминология и сокращения

 согласованное использование цветов

 визуальное  выделение пространств и границ полей ввода данных

 удобные средства перемещения курсора

 средства  исправления отдельных ошибочных  символов и целых полей

 средства  вывода сообщений об ошибках при  вводе недопустимых значений

 особое  выделение необязательных для ввода  полей

 средства  вывода пояснительных сообщений  с описанием полей

 средства  вывода сообщения об окончании заполнения формы

 Администрирование данных - управление информационными  ресурсами, включая планирование БД, разработку и внедрение стандартов, определение ограничений и процедур, а также К и Л проектирование БД.

 Администрирование БД - управление физической реализацией  ПБД: физическое проектировании БД и  ее реализация, организация поддержки  целостности и защиты данных, наблюдение за текущим уровнем производительности системы, а также реорганизация  БД по мере необходимости. 

 4.Архитектуры баз данных. Файловые технологии доступа и технология «Клиент- сервер». 

 Архитектуры баз данных.

 Для рассмотрения способов организации  баз данных нужно определить несколько  понятий.

 Ядро  БД отвечает за управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию. Соответственно, можно выделить такие компоненты ядра (по крайней мере, логически, хотя в некоторых системах эти компоненты выделяются явно), как менеджер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций. Ядро БД обладает собственным интерфейсом, не доступным пользователям напрямую и используемым в программах. Ядро БД является основной резидентной частью СУБД. При использовании архитектуры "клиент-сервер" ядро является основной составляющей серверной части системы.

 Основной  функцией компилятора языка БД является компиляция операторов языка БД в некоторую выполняемую программу.

 В отдельные  утилиты БД обычно выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, например, загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности БД и т.д. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра БД, а иногда даже с проникновением внутрь ядра.

 Общий состав средств, необходимых для  работы готового приложения с БД, показан  на рис.2.1. Согласно этой общей схеме, мы имеем цепочку

 Приложение  —> Ядро БД —> базы данных. В структуре  приложения имеется цепочка Невизуальные компоненты —> Визуальные компоненты. Невизуальные компоненты предоставляют программисту некоторые функции по управлению ядром базы данных, а также самими данными. С помощью Визуальных компонент данные отображаются на экране (таблицы, списки, выпадающие списки, графики и др.). Местоположение ядра БД и самих баз данных в этой цепочке не отражены.

 Местоположение  Ядра БД и баз данных зависит от используемой архитектуры. Имеется  три разновидности архитектур баз  данных:

 • локальные  базы данных и архитектура "файл-сервер";

 • архитектура "клиент-сервер";

 • многозвенная (трехзвенная N-tier или multi-tier) архитектура.

 Использование той или иной архитектуры накладывает  сильный отпечаток на общую идеологию  работы приложения, на программный  код в приложении, на состав компонентов  для работы с БД, используемых в  приложении (прежде всего это касается невизуальных компонентов).[4, 15].

 Архитектура "клиент-сервер" разделяет функции приложения пользователя (называемого клиентом) и сервера.

 Приложение-клиент формирует запрос к серверу, на котором  расположена БД, на структурном языке  запросов SQL. Удаленный сервер принимает  запрос и переадресует его SQL-серверу  БД. SQL-сервер – это специальная  программа, управляющая удаленной  базой данных. SQL-сервер обеспечивает интерпретацию запроса, его выполнение в базе данных, формирование результата выполнения запроса и выдачу его  приложению-клиенту. При этом ресурсы  клиентского компьютера не участвуют  в физическом выполнении запроса; клиентский компьютер лишь отсылает запрос к  серверной БД и получает результат, после чего интерпретирует его необходимым  образом и представляет пользователю. Так как клиентскому приложению посылается результат выполнения запроса, по сети "путешествуют" только те данные, которые необходимы клиенту. В итоге снижается нагрузка на сеть. Поскольку выполнение запроса  происходит там же, где хранятся данные (на сервере), нет необходимости  в пересылке больших пакетов  данных. Кроме того, SQL-сервер, если это  возможно, оптимизирует полученный запрос таким образом, чтобы он был выполнен в минимальное время с наименьшими накладными расходами.