Клиенты и серверы в среде SQL

Сетевые модели также создавались  для мало ресурсных ЭВМ. Это достаточно сложные структуры, состоящие из «наборов» – поименованных двухуровневых  деревьев. «Наборы» соединяются с  помощью «записей-связок», образуя  цепочки и т.д. При разработке сетевых моделей было выдумано множество  «маленьких хитростей», позволяющих  увеличить производительность СУБД. Но существенно усложнивших последние. Прикладной программист должен знать  массу терминов, изучить несколько  внутренних языков СУБД, детально представлять логическую структуру базы данных для  осуществления навигации среди  различных экземпляров, наборов, записей  и т.п. Один из разработчиков операционной системы UNIX сказал: «Сетевая база – это самый верный способ потерять данные».

Сложность практического использования  иерархических и сетевых СУБД заставляла искать иные способы представления  данных. В конце 60-х годов появились  СУБД на основе инвертированных файлов, отличающиеся простотой организации  и наличием весьма удобных языков манипулирования данными. Однако такие  СУБД обладают рядом ограничений  на количество файлов для хранения данных, количество связей между ними, длину записи и количество ее полей.

Физическая организация данных оказывает основное влияние на эксплуатационные характеристики БД. Разработчики СУБД пытаются создать наиболее производительные физические модели данных, предлагая  пользователям тот или иной инструментарий для поднастройки модели под конкретную БД. Разнообразие способов корректировки физических моделей современных промышленных СУБД не позволяет рассмотреть их в этом разделе.

Этапы проектирования базы данных.

Предметная область - часть реального  мира, подлежащая изучению с целью  организации управления и, в конечном счете, автоматизации. Предметная область  представляется множеством фрагментов, например, предприятие - цехами, дирекцией, бухгалтерией и т.д. Каждый фрагмент предметной области характеризуется  множеством объектов и процессов, использующих объекты, а также множеством пользователей, характеризуемых различными взглядами  на предметную область.

В теории проектирования информационных систем предметную область (или, если угодно, весь реальный мир в целом) принято  рассматривать в виде трех представлений:

• представление предметной области в том виде, как она реально существует
• как ее воспринимает человек (имеется в виду проектировщик базы данных)
• как она может быть описана с помощью символов.

Т.е. говорят, что мы имеем дело с  реальностью, описанием (представлением) реальности и с данными, которые  отражают это представление.

Данные, используемые для описания предметной области, представляются в  виде трехуровневой схемы (так называемая модель ANSI/SPARC):

Внешнее представление (внешняя схема) данных является совокупностью требований к данным со стороны некоторой  конкретной функции, выполняемой пользователем. Концептуальная схема является полной совокупностью всех требований к данным, полученной из пользовательских представлений о реальном мире. Внутренняя схема - это сама база данных.

Отсюда вытекают основные этапы, на которые разбивается процесс  проектирования базы данных информационной системы:

Концептуальное проектирование - сбор, анализ и редактирование требований к данным. Для этого осуществляются следующие мероприятия:

• обследование предметной области, изучение ее информационной структуры
• выявление всех фрагментов, каждый из которых характеризуется пользовательским представлением, информационными объектами и связями между ними, процессами над информационными объектами
• моделирование и интеграция всех представлений

По окончании данного этапа  получаем концептуальную модель, инвариантную к структуре базы данных. Часто  она представляется в виде модели «сущность-связь».

Логическое проектирование - преобразование требований к данным в структуры данных. На выходе получаем СУБД-ориентированную структуру базы данных и спецификации прикладных программ. На этом этапе часто моделируют базы данных применительно к различным СУБД и проводят сравнительный анализ моделей.

Физическое проектирование - определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.

Основные операции над данными.

Модель данных определяет множество действий, которые допустимо  производить над некоторой реализацией  БД для её перевода из одного состояния  в другое. Это множество соотносят  с языком манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML).

Любая операция над данными  включает в себя селекцию данных (select), то есть выделение из всей совокупности именно тех данных, над которыми должна быть выполнена требуемая операция, и действие над выбранными данными, которое определяет характер операции. Условие селекции – это некоторый критерий отбора данных, в котором могут быть использованы логическая позиция элемента данных, его значение и связи между данными.

По типу производимых действий различают следующие операции:

• идентификация данных и нахождение их позиции в БД;
• выборка (чтение) данных из БД;
• включение (запись) данных в БД;
• удаление данных из БД;
• модификация (изменение) данных БД.

Обработка данных в БД осуществляется с помощью процедур базы данных – транзакций. Транзакция – это последовательность операций над данными, которая является логически неделимой, то есть рассматривается как единая макрооперация. Транзакция либо выполняется полностью, либо не выполняется совсем. Никакая другая процедура или операция не могут обратиться к данным, которые обрабатываются стартовавшей процедурой, до тех пор, пока последняя не закончит свою работу.

Реляционная модель данных. Отношения и схемы отношений. Основные операции над отношениями.

Реляционная модель данных была предложена математиком Э.Ф. Коддом (Codd E.F.) в 1970 г. РМД является наиболее широко распространенной моделью данных и единственной из трех основных моделей данных, для которой разработан теоретический базис с использованием теории множеств.

В основе реляционной модели данных лежит понятие отношения, представляющего собой подмножество декартова произведения доменов. Домен – это множество значений, которое может принимать элемент (например, множество целых чисел, множество комбинаций символов длиной N и т.п.).

Пусть D₁, D₂ ,…, D_k – произвольные конечные и не обязательно различные множества (домены). Декартово произведение этих множеств определяется следующим образом:

Таким образом, декартово  произведение позволяет получить все  возможные комбинации элементов  исходных множеств.

Пример. Для доменов D₁ = (1,2), D₂ = (A,B,C) декартово произведение D будет таким:

D = {(1,A), (1,B), (1,C), (2,A), (2,B), (2,C)}.