Информатика: конспект лекций
Шрифт:
Среди основных функций СУБД (функций высшего уровня) можно выделить хранение, изменение и обработку информации, а также разработку и получение различных выходных документов.
К функциям СУБД более низкого уровня относятся:
1) управление данными во внешней памяти;
2) управление буферами ОП;
3) управление транзакциями;
4) ведение журнала изменений в базе данных;
5) обеспечение целостности и безопасности баз данных.
11.2. Иерархическая, сетевая и реляционная
Информация в базе данных некоторым образом структурирована, т. е. ее можно описать моделью представления данных (моделью данных), которые поддерживаются СУБД. Эти модели подразделяют на иерархические, сетевые и реляционные.
При использовании иерархической модели представления данных связи между данными можно охарактеризовать с помощью упорядоченного графа (или дерева). В программировании при описании структуры иерархической базы данных применяют тип данных «дерево».
Основными достоинствами иерархической модели данных являются:
1) эффективное использование памяти ЭВМ;
2) высокая скорость выполнения основных операций над данными;
3) удобство работы с иерархически упорядоченной информацией.
К недостаткам иерархической модели представления данных относятся:
1) громоздкость такой модели для обработки информации с достаточно сложными логическими связями;
2) трудность в понимании ее функционирования обычным пользователем.
Незначительное число СУБД построено на иерархической модели данных.
Сетевая модель может быть представлена как развитие и обобщение иерархической модели данных, позволяющее отображать разнообразные взаимосвязи данных в виде произвольного графа.
Достоинствами сетевой модели представления данных являются:
1) эффективность в использовании памяти компьютера;
2) высокая скорость выполнения основных операций над данными;
3) огромные возможности (большие, чем у иерархической модели) образования произвольных связей.
К недостаткам сетевой модели представления данных относятся:
1) высокая сложность и жесткость схемы базы данных, которая построена на ее основе;
2) трудность для понимания и выполнения обработки информации в базе данных непрофессиональным пользователем.
Системы управления базами данных, построенные на основе сетевой модели, также не получили широкого распространения на практике.
Реляционная модель представления данных была разработана сотрудником фирмы 1ВМЭ. Коддом. Его модель основывается на понятии «отношения» (relation). Простейшим примером отношения служит двумерная таблица.
Достоинствами реляционной модели представления данных (по сравнению с иерархической и сетевой моделями) являются ее понятность, простота и удобство практической реализации реляционных баз данных на ЭВМ.
К недостаткам реляционной модели представления данных относятся:
1) отсутствие стандартных средств
2) сложность описания иерархических и сетевых связей.
Большинство СУБД, применяемых как профессиональными, так и непрофессиональными пользователями, построены на основе реляционной модели данных (Visual FoxPro и Access фирмы Microsoft, Oracle фирмы Oracle и др.).
11.3. Постреляционная, многомерная и объектно-ориентированная модели представления данных
Постреляционная модель представления данных является расширенной версией реляционной модели данных и позволяет устранить ограничение неделимости данных, хранящихся в записях таблиц. Именно поэтому хранение данных в постреляционной модели по сравнению с реляционной считается более эффективным.
Достоинство постреляционной модели состоит в том, что она дает возможность формирования совокупности связанных реляционных таблиц через одну постреляционную таблицу, что обеспечивает высокую наглядность представления информации и эффективность ее обработки.
Недостаток такой модели заключается в сложности решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных.
Примерами постреляционных СУБД являются системы UniVers, Budda и Dasdb.
В 1993 г. в свет вышла статья Э. Кодда, в которой он сформулировал 12 основных требований к системам класса OLAP (On-line Analytical Processing – оперативная аналитическая обработка). Главные из описанных принципов были связаны с возможностями концептуального представления и обработки многомерных данных. Этот момент стал отправной точкой роста интереса к многомерным моделям представления данных.
Многомерные модели – это узкоспециализированные СУБД, которые используются для интерактивной аналитической обработки информации. Многомерная организация данных отличается более высокой наглядностью и информативностью в сравнении с реляционной моделью.
Основным недостатком многомерной модели данных является ее громоздкость для решения простейших задач обычной оперативной обработки информации.
Примерами СУБД на основе таких моделей являются Ess-base фирмы Arbor Software, Oracle Express Server фирмы Oracle и др.
Объектно-ориентированные модели представления данных позволяют идентифицировать отдельные записи базы. Между записями базы данных и функциями их обработки формируются определенные взаимосвязи с помощью механизмов, похожих на соответствующие средства в объектно-ориентированных языках программирования.
Достоинствами объектно-ориентированной модели данных являются:
1) возможность показа информации о сложных взаимосвязях объектов;
2) способность идентификации отдельной записи базы данных и определения функции ее обработки.