База данных и системы управления базами данных

По способу доступа к БД, системы управления ими подразделяются на три типа:

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. Они применяются для обучения в работе с базами данных (используется Microsoft Access) или для хранения информации в небольших информационных системах.

Клиент–серверные – такие СУБД состоят из клиентской части и сервера, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины.

Встраиваемая СУБД – библиотека, которая позволяет хранить большие объёмы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД.

По типу управляемой базы данных СУБД разделяются на:

Иерархические СУБД – древовидная организация информации. Связи между записями выражаются в виде отношений предок/потомок, а у каждой записи есть ровно одна родительская запись.

Сетевые СУБД – сетевая модель расширяет иерархическую модель СУБД, позволяя группировать связи между записями во множества.

Реляционные СУБД – реляционная модель требует от сервера СУБД гораздо более высокого уровня сложности применяется язык SQL, позволяющий формулировать произвольные, нерегламентированные запросы.

Объектно-ориентированные СУБД - интерфейсный уровень абстракции обеспечивает перехват запросов, обращающихся к тем частям базы данных, которые находятся в постоянном хранилище на диске.

Объектно-реляционные СУБД - объединяют в себе черты реляционной и объектной моделей. Их возникновение объясняется тем, что реляционные базы данных хорошо работают со встроенными типами данных и гораздо хуже — с пользовательскими и нестандартными.

В концептуальной модели - реляционной базы данных аналогом таблицы, является «сущность» с определённым набором свойств -атрибутов, способен принимать определенные значения.

Ключевой элемент таблицы - это такое её поле (простой ключ) или строковое выражение, образованное из значений нескольких полей (составной ключ), по которому сложно определить однозначно, значение других полей для одной или несколько записей таблицы.

В реляционных базах данных - между таблицами устанавливается функциональная зависимость между объектами (связь) по ключам, один из которых: в главной (родительской таблицы - первичный ключ), второй во внешней (внешний ключ - дочерней).

Первичный ключ - это главный ключевой элемент однозначно индетифицирующей строку в таблице.

В реляционной теории первичный ключ - это минимальный набор атрибутов однозначно индетифицирующей картеж (строка) в отношении.

Внешний ключ - это ключевой элемент подчиненной таблице, которого совпадает со значением первичного ключа (главной таблицы).

СУБД обеспечивает: Описание и сжатие данных; Манипулирование данными; Физическое размещение и сортировку записи; Защиту от сбоев, поддержку целостности данных и их восстановление; Работу с транзакциями и файлами; Безопасность данных.

Между двумя сущностями А и Б, возможно 4 виды связи: Один к одному (1:1); Один ко многим (1:М); Много к одному (N:1); Много ко многим (N:М).

По отношению к пользователям применяют 3-х уровневое представление для описания предметной области.

Концептуальный уровень – связан с частным представлением данных группы пользователей в виде внешней схемы. Объединяемой общности использованной информации.

Логический уровень – является обобщением переданных данных всех пользователей в абстрактной форме.

Три виды моделей:

Иерархическая модель – является разновидностью сетевой, являющейся совокупностью деревьев.

Сетевая модель – является моделью объектов связей, допускающие только бинарные связи «N:1» (много к одному) и связи используют модель ориентированных графов.

Реляционная модель – использует представление данных в виде таблиц (реляций), в её основе лежит математическое понятие теоретического множественного отношения.

Физический (внутренний) уровень – связан со способом фактического хранения данных в физической памяти ЭВМ.

Структура реляционной модели данных:

Структурная – модели определяет то, что единственной структурой данных является нормализованное n–арное отношение. Реляционная база данных представляет конечный набор таблиц.

Манипуляционная – модели определяет два фундаментальных механизма манипулирования данными – реляционная алгебра и реляционной исчисление.

Целостная – модели определяет требования целостности сущностей и целостности ссылок. Первое требование состоит в том, что любое отношение должно обладать первичным ключом.

Достоинства реляционной модели:

Простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является «таблица». Полная независимость данных. Для запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию базу данных во внешней памяти.

Недостатки реляционной модели:

Далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде «таблиц». В результате логического проектирования появляется множество «таблиц» это приводит к трудности понимания структуры данных. База данных занимает относительно много внешней памяти.