Логическая организация БД
Понятие, структурные элементы баз данных (БД).
Современной формой организации информационных систем являются банки данных, (БнД) которые представляют систему информационных, программно- математических, языковых, организационных и технических средств, предназначенных для централизованного хранения и коллективного использования информационных ресурсов системы.
БнД включает:
§ Базы данных (БД);
§ Систему управления БД (СУБД);
§ Языки программирования (запросов и ответов, языки описания данных VBA (Visual Basic for Application), QBE (Query By Example), SQL (Structured Queries Language));
§ Методическое обеспечение;
§ Технические средства.
В широком смысле БД - это хранилище данных, относящихся к определенной предметной области.
База данных (БД) - это совокупность взаимосвязанных, совместно используемых, управляемых данных, представленных на машинном носителе.
Структурными элементами БД являются:
Файлы (состоящие из неограниченного количества записей)
Записи (представляют фиксированный набор полей)
 |
Поля (отдельный реквизит, обладающий свойствами: имя, тип, длина и др.)
Система управления БД - это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания БД, ее сопровождения и организации поиска необходимой информации. Организация данных на внутримашинном уровне характеризуется логическим и физическим уровнем представления.
Физическая организация данных определяет способ размещения данных непосредственно на машинном носителе.
Логическая организация БД- это представление пользователя, (проектировщика) о той предметной области, информация о которой должна храниться в БД. Результатом логического проектирования является концептуальная схема базы данных - логическая модель предметной области.
Такая модель отражает 3 вида информации:
· сведения об объектах предметной области;
· их свойствах;
· и отношениях между объектами.
Способы представления:
· иерархическая модель;
· сетевая модель;
· реляционная модель.
В зависимости от технологии обработки данных существует 3 вида БД:
- децентрализованная БД;
- централизованная БД;
- распределенная БД.
Децентрализованная БД устанавливается на каждом рабочем месте пользователя. При этом возникает проблема дублирования, адекватности и непротиворечивости данных.
Централизованная БД устанавливается на сервере файлов и обеспечивает хранение и доступ определенного числа пользователей.
Распределенная БД система БД, состоящая из нескольких взаимосвязанных БД в локальных узлах, объединенных коммуникационными каналами. Работа с такой БД осуществляется с помощью системы управления распределенной БД (СУБД).
Централизованные БД с сетевым доступом предполагают две архитектуры:
· файл - сервер;
· клиент - сервер.
Информационно-логическая модель предметной области может быть отражена с помощью 3 видов моделей.
Иерархическая модель - представляет совокупность элементов, связанных по определенным правилам:
1. Иерархическое дерево, имеющее множество объектов всегда начинается с главного корня;
2. Иерархическое дерево имеет только один корень;
3. Объект может содержать один или несколько атрибутов, описывающих его свойства;
4.Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутое дерево).
5.Каждый элемент на низшем уровне, связан только с одним объектом, находящемся на более высоком уровне.
1уровень А граф элемента С7 (В3, А)
атрибут
 | | |
2уровень В1 В2 В3
 |  |  |  |
3уровень С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7
Рис. 3. Иерархическая модель БД
Сетевая модель - является разновидностью иерархической, в которой каждый элемент может быть связан с любым другим элементом низшего уровня. Такая модель представляется в виде диаграммы связей. Они могут быть многоуровневые и иметь разную степень сложности.
Реляционная модель данных или модель Кодда – концепция сформулированная в работах американского ученого Э.Ф. Кодда.
Она ориентирована на организацию данных в виде двумерной таблицы. Каждая реляционная таблица представляет двумерный массив и обладает следующими свойствами:
· все строки таблицы должны иметь одну и ту же структуру, т.е одно и то же количество атрибутов с соответственно совпадающими именами;
· в таблице не может быть одинаковых строк, их количество не ограничено;
· столбцам таблицы присваиваются уникальные имена;
· все столбцы в таблице однородные (т.е. элементы столбца имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.п) и длину;
· строки таблицы соответствуют записям или кортежам, а столбцы - полям или доменам;
· поля могут входить в несколько таблиц;
· в таблицах должны быть ключевые поля, позволяющие идентифицировать записи.
6. Проектирование БД
Включает следующие виды работ:
q постановка задачи и построение информационно-логической модели предметной области;
q Выбор СУБД;
q Проектирование логической структуры БД;
q Проектирование физической структуры БД;
q Разработка процедур администрирования БД;
Структура описания постановки задачи:
1 раздел: Организационно-экономическая сущность задачи
1.1 Название задачи, ее назначение.
1.2 Место задачи в системе управления.
1.3 Функции задачи.
1.4 Принадлежность к бизнес-процессу с указанием владельца процесса и показателей эффективности процесса.
1.5 Периодичность решения задачи.
2 раздел: Информационное обеспечение задачи
2.1 Описание функциональной бизнес-модели задачи.
2.2 Описание входной информации.
2.3 Используемые классификаторы и шифраторы.
2.4 Описание выходной информации.
3 раздел: Математическое и программное обеспечение
3.1 Экономико-математические методы и модели, используемые при решении задачи.
3.2 Характеристика используемых пакетов прикладных программ, других программных средств, операционной системы.
3.3 Укрупненная блок-схема решения задачи.
Проектирование физической структуры БД предусматривает определение места хранения БД, форматы хранимых данных с целью эффективного использования вычислительных ресурсов.
Администрирование БД предусматривает:
q Создание системы санкционированного доступа к БД;
q Страховое копирование и восстановление БД из копий;
q Анализ эффективности хранения БД:
§ Периодическое сжатие;
§ Реструктуризация БД (удаление индексов);
§ Разделение файлов на серверную и клиентскую части и др.