2.2.2. Базы данных и субд.

На примере любой элементарной задачи обработки табличной информации понятно, что требуется поддержка много ключевого доступа к информации, возможность построения массовой выборки данных, а кроме того неизбежна избыточность хранимых данных, требуется обеспечивать согласованность данных, это означает, что данные должны интерпретироваться как данные определённых типов, указанных при создании БД, и должны поддерживаться связи между данными. Для обеспечения согласованности используются мета-данные, то есть структуры которые описывают наименования и форматы таблиц и их полей, структуры, обеспечивающие связность данных. Необходимо обеспечивать много терминальную параллельную работу с БД, очевидно, что выполнять для этого блокировку на уровне файлов бессмысленно, поэтому в СУБД реализованы более тонкие механизмы блокировки.

2.2.2.1. Типология бд.

По форме хранимой информации выделяют: фактографические БД, документальные и мультимедийные. По типу используемой модели данных: иерархические БД, сетевые БД, реляционные БД. По функциональному назначению: операционные и справочно-информационные БД. Справочно-информационные БД используются для информационной поддержки основной деятельности предметной области и не предполагают внесение изменений в существующие записи. Операционная БД используются в режиме извлечения и изменения данных. Они могут применяться для управления различными технологическими процессами.

2.2.2.2.Реляционная модель данных и операции над отношениями.

Реляционная модель предложена сотрудником компании IBM E.Ф. Коддом в 1970 году. В рамках данной модели рассматриваются элементы данных, каждый из которых может принимать одно из множества значений и операции над этими множествами. Декартово произведение: для заданных конечных множеств D1, D1, …, Dn необязательно различных, декартовым или прямым произведением называется множество наборов (D1 * D2 *... * Dn = {<d1, d2, …, dn>}).

Отношением R, определенным на множествах d1,d2,..,dn, называется подмножество декартово произведения, при этом множество D1 ,D2 ,... , Dn называются доменами отношения, элементы декартового произведения называются картежами, число n называется степенью отношения, количество картежей называется мощностью отношения. Отношения удобно представлять в виде таблиц. Строки таблиц называются экземплярами отношения, столбцы — атрибутами, каждый атрибут имеет область значений, называемую доменом, каждый столбец таблицы имеет имя, оно должно быть уникально в рамках таблицы, любая таблицы должна иметь как минимум один столбец, строки не имеют имен, порядок их следования в таблице не определен, а количество логически не ограниченно. Строки таблицы не пронумерованы, любая таблица имеет один или несколько столбцов, сочетания которых однозначно идентифицируют каждую строку, такая комбинация столбцов называется первичным ключом primary key, взаимосвязь таблиц поддерживается внешними ключами external key(foreign key). Таблицы невозможно хранить и обрабатывать, если в БД отсутствуют мета-данные. Мета-данные также представлены в табличной форме и хранятся в, так называемых, словарях данных(DD — Data Dictionary) или описателях БД(DBD — Data Base Definition), то есть в служебном файле или совокупности системных таблиц БД. Для того, чтобы гарантировать корректность и взаимную непротиворечивость данных на БД накладываются некоторые ограничения, которые называются ограничениями целостности(data integrity constraints). Существует несколько типов ограничения целостности, например, целостность по ссылкам referetial integrity. Преобразования и обработка данных в реляционной модели описываются аппаратом, так называемой, реляционной алгебры, операнды в реляционной алгебре являются отношения. К операциям относятся следующие преобразования отношений: теоретика множественная, операции над подобными отношениями(отношениями, имеющими одинаковую структуру), к этим операциям относятся объединения, пересечение, разность; операции над одним отношением — селекция, построение отношения результата из отношения источника путем отбора экземпляров по критериям, и второе — проекция — построение результирующего отношения путем отбора части атрибутов всех экземпляров исходного отношения; операции над несколькими различными отношениями, например, соединения, то есть поиск в двух или более отношениях экземпляров, содержащих общий атрибут и создание результирующего отношения.