Роль подсхемы

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ

УРОВНИ МОДЕЛЕЙ

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ

ФАКТОГРАФИЧЕСКИЕ АИС

В фактографической АИС базы данных состоят из форматированных (формализованных) записей (одинаковой длины).

Например, операция в сбербанке: дата, код, сумма; анкета кадрового учета.

Среди атрибутов существует один, который идентифицирует запись. Этот атрибут называется основным (первичным) ключом. По нему определяется (с помощью специальной программы или таблицы) адрес записи во внешней памяти.

Одна из важных задач АИС – быстрый подбор записей, обладающих теми или иными свойствами. Атрибуты, задающие эти свойства, идентифицируют в общем смысле не одну, а несколько записей.

Они называются дополнительными (вторичными) ключами.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Первичный (основной) ключ

Вторичный (дополнительный) ключ

Инвертированный (полностью) файл

Частично инвертированный файл

Поиск разбивается на два этапа. Ищутся значения первичного ключа для записей с заданным значением вторичного ключа. На втором этапе по значениям основного ключа находят адреса записей, а затем сами записи.

Для быстрого поиска используются инвертированные списки. Например,

Инвертированный список по году рождения

Инвертированный список по коду профессии

Объединение инвертированных списков по всем дополнительным ключам составляет т. н. (полностью) инвертированный файл.

Например, с кодом профессии 03 и годом рождения 1950 лишь работник с учетным номером 1. Если инвертированные списки не перекрывают все множество ключей, то говорят о частично инвертированном файле.

В БнД отражается информация о предметной области. В автоматизированных ИС отображение предметной области, представлено моделями нескольких уровней. Информационное моделирование в условиях БнД имеет специфические особенности, вызванные, с одной стороны, идеологией банковской организации данных, а с другой – особенностями СУБД.

Даталогическая модель в БнД представлена базой данных (собственно хранимые данные о предметной области) и её описанием (схемой и схемой хранения). Схема играет двойственную роль:

- модель базы данных

- модель (косвенно) предметной области

СУБД, нашедшие широкое применение в настоящее время, можно назвать синтаксико-ориентированными. Модель данных логического уровня, поддерживаемую средствами СУБД, называют даталогической моделью. Эта модель отражает логические связи между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Даталогическая модель строится с учётом ограничений конкретной СУБД. При построении даталогической модели учитываются особенности отображаемой предметной области. БД предполагает интегрированное и взаимосвязанное хранение данных, поэтому для проектирования даталогической модели необходимо иметь соответствующее описание предметной области. Выбор синтаксических конструкций проектируемой БД во многом определяется характером связей между отображаемыми в информационной модели сущностями предметной области,

выполненное без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства, называется инфологической моделью предметной области. Иногда к инфологической модели относят и описание информационных потребностей пользователя. Инфологическая модель предметной области является исходной по отношению к даталогической модели БД. Она служит связующим звеном между специалистами предметной области и администрацией БД в процессе проектирования БнД.

Для привязки даталогической модели к среде хранения используется модель данных физического уровня (иногда физической моделью).

Эта модель определяет используемые запоминающие устройства, способы расположения элементов данных в памяти, способы физической реализации логических отношений между элементами данных. Модель физического уровня строится с учетом ограничений СУБД и операционной системы.

Модель каждого последующего уровня строится на основе фиксированных характеристик моделей предшествующих уровней. Модели имеют разный уровень абстракции.

Выделение моделей разных уровней абстракции позволяет:

- разделить сложный процесс отображения “предметная область – база данных” на несколько итеративных более простых отображений;

- обеспечить специализацию разработчиков баз данных; возможность работать разным категориям пользователей с моделью соответствующего уровня;

- предоставить возможность активного и конструктивного участия в разработке баз данных лицам, не имеющим профессиональных навыков в области обработки данных;

- создать предпосылки автоматизации проектирования баз данных путем формализованного перехода с одного уровня моделей на другой.

Инфологическая модель отображает объективные, “внутренние” характеристики предметной области, поэтому она сравнительно стабильна. При наличии модели инфологического уровня изменение используемых программных и технических средств потребует не полного перепроектирования информационной базы, а только выполнения перехода от инфологической модели к схеме, поддерживаемой новыми программно-техническими средствами. Использование инфологической модели повышает адаптивность банков данных.

Различают глобальные и локальные модели.

Глобальные модели отражают точку зрения администратора базы данных, локальные – взгляды различных пользователей. Модель, обеспечивающую интегрированное представление о предметной области, называют концептуальной моделью, а модель логического уровня, соответствующую представлению о данных конкретного пользователя внешней моделью. Внешняя модель – подсхема. Применяются локальные модели. Локальные модели и подсхемы не всегда совпадают.

Подсхема ограничивает знания пользователя частью БД, с которой он работает. Делает доступными для пользователя определенные части БД, защищая остальные от несанкционированного доступа.

Обеспечивает соответствие состава и структуры подсхемы потребностям пользователя.

Увеличивает степень независимости программ от данных, так как изменения в схеме не всегда приводят к изменениям в подсхеме.

Для подсхемы можно указывать ограничения и режимы обработки.

Обеспечивается возможность употребления различных языков программирования для различных приложений.

Банк данных (БнД) – это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования этих данных.

Состав БнД:

1. База данных (БД)

2. Языковые средства

3. Программные средства

4. Технические средства

5. Организационно-методические средства

6. Администратор БнД

7. Словарь данных

Технические средства

К техническим средствам БнД относятся процессоры, устройства ввода-вывода, внешние запоминающие устройства, каналы связи. В технической документации СУБД указывается минимальная конфигурация технических средств, а также различные ограничения на состав и количество технических средств. Специальные машины баз данных.

Программные средства

Программные средства представляют собой сложный комплекс, обеспечивающий взаимодействие всех частей ИС в процессе её существования. В составе программных средств БнД можно выделить программы управления данными, которые называются иногда управляющей системой БД, трансляторы с языков БнД, различные вспомогательные программы (утилиты), программные средства, обеспечивающие взаимодействие пользователей и технических средств (операционная система, операционные оболочки). Совокупность программных средств и языковых средств общего или специализированного назначения, необходимая для создания БД, поддержание её в актуальном состоянии и организации доступа к ней различных пользователей в условия принятой технологии обработки данных, называется системой управления базами данных.

Организационно-методические средства

Состоят из нормативно-технологических и инструктивно-методических материалов по организации и использованию БнД, правилам организации работы пользователей.

Языковые средства

Языковые средства служат для описания различных компонентов БнД и внешних элементов, находящихся с ним во взаимодействии.

Языки описания данных (ЯОД) – в зависимости от назначения могут быть нескольких видов. Описание состава и логической организации БД на ЯОД называется схемой. Язык описания данных схем. Например, физическое представление регулярного (симметричного) двоичного дерева.

Описание части БД, представляющая интерес для определенного пользователя (приложения), называется подсхемой. Язык описания подсхем.

Среда хранения БД и соответствующее отображение схемы в памяти описываются на языке описания хранения данных (ЯОХД). Иногда называют языком описания схемы хранения.

Языки общения с БД. В зависимости от особенностей конкретного БнД языковые средства, их синтаксические и семантические свойства, способы реализации, круг лиц, на который они ориентированы, могу изменяться в широком диапазоне: от языков программирования до языков, ориентированных на конечного пользователя.

Язык манипулирования данными (ЯМД)

Включающий язык, базовый язык.

Для общения с базой данной данных непрофессиональных пользователей предназначен язык ведения диалога. Язык запросов.

Используются и другие языковые средства, такие, как языки описания транзакций, описания пользователей, управления ресурсами и выполнения работ и др.

Особым языком можно считать управляющие операторы утилит системы.

В последнее время наблюдается совмещение языковых средств различного назначения в единый язык, в котором каждый из вышеназванных языков представлен одним или несколькими операторами.