Теоретические основы построения систем баз данных. Основные этапы проектирования систем баз данных. Иерархическая модель данных

которое содержит информацию из различных фрагментов предметной области.

База данных определяется, как совокупность предназначенных для машинной обработки данных, которая служит для удовлетворения нужд многих пользователей в рамках одной или нескольких организаций.

Кроме собственно данных, в БД хранятся также некоторые отношения между данными. Поэтому БД можно определить, как именованную совокупность данных, отражающих состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Пример: БД авиакомпании содержит сведения о пассажирах, рейсах, самолетах, летном персонале…. отношения – продажа билетов (каким пассажирам, на какие рейсы и на какие места проданы билеты); формирование экипажей (командир, 2 пилот,… на каком рейсе и какой самолет) и т.п.

Система управления базой данных (СУБД) – языковое и программное обеспечение для создания, ведения и совместного использования и/или модификации БД многими пользователями.

Главная роль СУБД заключается в обеспечении пользователя инструментарием, позволяющим оперировать данными в абстрактных терминах, не связанных со способами их хранения в ЭВМ. В этом смысле СУБД действует как транслятор с языка очень высокого уровня, средствами которого можно описать, что должно быть сделано, не обращая или почти не обращая внимания на используемые системой детальные алгоритмы и представления данных.

Ассемблер:        команда – машинная команда

               данные – байт или слово привязаны к конкретным процессорам

Паскаль: оператор – структурная конструкция (условная, циклическая и т.д.)

               данные – константа, переменная, структура, массив – есть неявная связь с внутренним представлением (Integer – 2 или 4 байта в форме целочисленного; Array of real – подряд лежащие в памяти порции по 4 байта (или по 8 байтов) в форме с плавающей точкой и т.п.).

ОС:                     команда – элементарные действия по обработке информации

               данные – файлы, каталоги и т.п.

Свойства данных -

                           тип файла

                           двоичный

                           текстовый (или символьный)

                           Атрибут файла

                           Только чтение, скрытый, системный

СУБД:     команда – предметное действие

               данные – из предметной области

Пример: система Экспресс-2 (продажа билетов на поезда)

Команда 1: сообщите, есть ли N свободных мест на указанный рейс (если нет, то на ближайший к указанному)

Команда 2: выдайте N билетов (выбрать места, отметить, что они теперь заняты, напечатать билеты)

Данные: в поезде №10 до Москвы (поезд скорый) есть
2 вагона купейных, места:  1 вагон – 1        2          3          4          5          6 

                                                                          Зан                    зан

   2 вагон

   14 вагонов сидячих, места: 1 вагон

   2 вагон

   в пути остановки:       Бологое, Тверь, Лихославль.

   Билет стоит: скорый купейный Москва – 1200 руб.

                           скорый сидячий Москва – 1100 руб.

                           …

                           скорый сидячий Бологое – 1001 руб.

СУБД должна выполнять и ряд других функций. Основные из них состоят в следующем:

Обеспечение секретности. Не каждый пользователь должен иметь доступ ко всем данным. Например, сведения  о чужой зарплате должны быть доступны не всякому, а сотрудникам бухгалтерии, руководящему персоналу. В системе «Экспресс-2» наверняка секретны сведения о том, действительно ли заняты те места, которые заняты.

Защита целостности данных. СУБД может проверить некоторого рода ограничения непротиворечивости данных, если ей это предписано. Легче проверяются ограничения, связанные со свойствами данных (или их значений) – например, число пассажиров, которым проданы билеты на конкретный поезд, должно соответствовать числу мест. Сложнее проверяются ограничения, формулируемые в виде равенства или неравенства значений типа «нельзя два разных поезда пускать за №10 до Москвы