Компоненты банка данных

1.2. КОМПОНЕНТЫ БАНКА ДАННЫХ

Состав банка данных. Банк данных является сложной человеко-машинной системой, включающей в свой состав различные взаимосвязанные и взаимозависимые компоненты (рис. 1.1).

Информационная компонента. Ядром БнД является база данных. База данных — это поименованная совокупность взаимосвязанных данных, находящихся под управлением СУБД.

Существует множество определений базы данных. Некоторые из них имеют право на существование. Другие устарели и не соответствуют современным представлениям о БнД. Так, в ранних определениях базы данных указывалось на их неизбыточность, отсутствие дублирования данных в них. На самом деле это не так. В базах данных может наблюдаться избыточность информации. Она может быть вызвана спецификой используемой модели данных, не позволяющей полностью устранить дублирование, или технологическими причинами (обеспечение большей надежности, сокращение времени реакции системы и др.). Но это должна быть управляемая избыточность, причины и цели возникновения которой известны администратору базы данных и управляются как им, так и СУБД.

Рис. 1.1 Компоненты банка данных

В настоящее время действует Закон „О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных" № 3523—1 от 23.09.92. В этом законе (ст. 1) дается следующее определение базы данных: «База данных — это объективная форма представления и организации совокупности данных (например, статей, расчетов), систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ».

Описания баз данных относятся к метаинформации, т. е. информации об информации. Описание баз данных часто называют схемой. Кроме того, в БнД могут присутствовать описания отдельных частей баз данных с точки зрения отдельных пользователей — подсхемы.

Кроме описания баз данных в состав метаинформации, хранимой в БнД, может включаться информация о предметной области, необходимая для проектирования системы, о пользователях БнД, о проектных решениях и некоторая другая информация.

Рекомендуемые материалы

Централизованное хранилище метаинформации называется словарем данных. В литературе используются также термины словарь-справочник, энциклопедия, репозиторий. В некоторых источниках выявляются различия между ними, в других они используются как синонимы. Для данного уровня рассмотрения для нас эти различия несущественны.

Программные средства БнД. Программные средства БнД представляют собой сложный комплекс, обеспечивающий взаимодействие всех частей информационной системы при ее функционировании (рис. 1.2).

Рис. 1.2 Программные средства БнД

Основу программных средств БнД представляет СУБД. В ней можно выделить ядро СУБД, обеспечивающее организацию ввода, обработки и хранения данных, а также другие компоненты, обеспечивающие настройку системы, средства тестирования, утилиты, обеспечивающие выполнение вспомогательных функций, таких, как восстановление баз данных, сбор статистики о функционировании БнД и др. Важной компонентой СУБД являются трансляторы или компиляторы для используемых ею языковых средств.

Подавляющее большинство СУБД работает в среде универсальных операционных систем и взаимодействует с ОС при обработке обращений к БнД. Поэтому можно считать, что ОС также входит в состав БнД.

Для обработки запросов к БД пишутся соответствующие программы, которые представляют прикладное программное обеспечение БнД.

Языковые средства БнД. Языки четвертого поколения создавались по принципу «люди стоят дороже, чем машины». При их проектировании используются следующие принципы.

1. Принцип минимума работы: язык должен обеспечить минимум усилий, чтобы «заставить» машину работать.

2. Принцип минимума мастерства: работа должна быть так проста, как только это возможно; она не должна быть уделом избранных и быть понятной лишь посвященным.

3. Принцип естественности языка, упразднения «инородного» синтаксиса и мнемоники. Язык не должен требовать от пользователей значительных усилий в изучении синтаксиса или содержать много мнемонических или иных обозначений, которые быстро забываются.

4. Принцип минимума времени. Язык должен позволять без существенной задержки реализовывать возникающие потребности в доступе к информации и ее обработке.

5. Принцип минимума ошибок. Технология должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать ошибки человека, а уж если они возникли, то по возможности «выловить» их автоматически.

6. Принцип минимума поддержки. Механизм языков четвертого поколения должен позволить легко вносить изменения в имеющиеся приложения.

7. Принцип максимума результата. Языки четвертого поколения предоставляют пользователям мощный инструмент для решения разнообразных задач.

На рис. 1.3 представлены компоненты языка четвертого поколения для построения представлений.

Спектр языковых средств, применяемых в СУБД, широк. Можно выделить две концепции развития языковых средств: концепцию разделения и концепцию интеграции. При использовании концепции разделения различают языки описания данных (ЯОД), языки манипулирования данными (ЯМД), языки запросов и другие языковые средства. В составе языков описания данных в зависимости от особенностей СУБД поддерживаются все или некоторые из следующих языков: язык описания схем, язык описания подсхем, язык описания хранимых данных, языки описания внешних данных (входных, выходных). •

Языки манипулирования данными разделяются на две большие группы: процедурные и непроцедурные. При пользовании процедурными языками надо указать, какие действия и над какими объектами необходимо выполнить, чтобы получить результат. В непроцедурных языках указывается, что надо получить в ответе, а не как этого достичь.

Рис. 1.3. Компоненты языка четвертого поколения для построения программных приложений.

Процедурные языки могут различаться по основным информационным единицам, которыми они манипулируют. Это могут быть языки, ориентированные на позаписную обработку данных, и языки, ориентированные на операции над множеством записей. Так, операции реляционной алгебры оперируют целиком отношением, а не каждой его записью.

Работа с памятью PIC16FXXX - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Примерами непроцедурных языков являются языки, основанные на реляционном исчислении. Представителем языков, основанных на реляционном исчислении кортежей, является широко используемый язык запросов SQL.

Языковые средства предназначаются для пользователей разных категорий: конечных пользователей, системных аналитиков, профессиональных программистов. Повышение уровня языковых средств, их дружелюбности приводит к тому, что все большее число функций выполняется пользователями-непрограммистами самостоятельно, без посредников.

Технические средства БнД. В качестве технических средств для банков данных чаще всего используются универсальные ЭВМ, периферийные средства для ввода информации в базу данных и отображения выводимой информации. Если банк данных реализуется в сети, то необходимы соответствующие технические средства для обеспечения ее работы.

До недавнего времени БнД реализовывались в основном на больших ЭВМ. В связи со значительным и постоянным улучшением характеристик персональных ЭВМ в настоящее время широко распространено создание банков данных и на машинах этого класса.

Организационно-методические средства. Организационно-методические средства банка данных представляют собой различные инструкции, методические и регламентирующие материалы, предназначенные для пользователей разных категорий, взаимодействующих с банком данных.

Администраторы банка данных. Функционирование БнД невозможно без участия специалистов, обеспечивающих создание, функционирование и развитие БнД. Такая группа специалистов называется администратором банка данных (АБД). Эта группа специалистов считается составной частью банка данных.