Файлы
<<  Конвертирование данных из текстовых файлов в MS EXEL Организация файловой системы  >>
Картинок нет
Картинки из презентации «Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем» к уроку информатики на тему «Файлы»

Автор: . Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока информатики, скачайте бесплатно презентацию «Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 57 КБ.

Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем

содержание презентации «Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Лекция 2. Уровни представления БД. 13Независимость программ и операций
Свойства БД. Отличия от файловых систем. (program-operation independent). Свойство
Простая информационная система, наличия у операции интерфейса (имя и
поддерживающая учет сотрудников некоторой список аргументов) и тела (имплементация)-
организации. Возможности. Действия. Для может быть изменена без поправок в
отдела. Для сотрудника. Выдача: -номера интерфейсе. Защищенность от сбоев. Ведение
удостоверения по полному имени сотрудника журнала изменений и режим транзакций
-полного имени по номеру удостоверения (начало и конец транзакции – целостная
-информации о текущем соответствии БД). Возможность производить возврат к БД
занимаемой должности сотрудника и о до сбоя внутри одной транзакции.
размере его зарплаты. Получение: имени Возможность организации параллельного
руководителя этого отдела общей доступа множества пользователей. Также
численности отдела общей суммы выплаченной обеспечивается режимом транзакций.
в последний раз зарплаты и т.Д. -Выдавать Подробнее будет рассмотрена далее.
списки сотрудников по отделам поддерживать 14Уровни представления БД. Так как любая
возможность: -перевода сотрудника из упорядоченность накладывает серьезные
одного отдела в другой -приема на работу ограничения на способ хранения и
новых сотрудников -увольнения работающих. использования данных, то были предприняты
2Мы решили основывать эту действия, направленные на повышение
информационную систему на файловой системе гибкости доступа к данным. Результатом
и пользоваться при этом одним файлом, этих действий стала предложенная в 1978 г.
расширив базовые возможности файловой трехуровневая архитектура построения баз
системы за счет специальной библиотеки данных. Данная схема была разработана как
функций. Минимальная информационная стандарт представления данных (ANSI/SPARC)
единица - сотрудник. Одна запись для и в настоящий момент ее поддерживает
каждого сотрудника. Поля, которые должна большинство коммерческих СУБД. Цель
содержать запись. -полное имя сотрудника трехуровневой архитектуры заключается в
(СОТР_ИМЯ) -номер его удостоверения отделении пользовательского представления
(СОТР_НОМЕР) -информацию о его БД от ее физического представления, т. е,
соответствии занимаемой должности (для обеспечении независимости от данных.
простоты, "да" или 15Первый уровень - внутренний
"нет") (СОТР_СТАТ) -размер (internal). Определяется физической
зарплаты (СОТР_ЗАРП) -номер отдела моделью данных, которая описывает
(СОТР_ОТД_НОМЕР) -имя руководителя отдела размещение данных на физических носителях
(СОТР_ОТД_РУК). и способы доступа к ним, структуру файлов,
3Многоключевой доступ. ? ? Сотрудник индексов и отдельных информационных
-номера удостоверения по полному имени единиц. Второй уровень - концептуальный
сотрудника - полного имени по номеру (conceptual). Определяется концептуальной
удостоверения -информация о текущем моделью данных, которая описывает
соответствии занимаемой должности логическую структуру данных без указания
сотрудника и о размере его зарплаты. деталей их физического хранения. Третий
-полное имя сотрудника (СОТР_ИМЯ). уровень внешний, или уровень представлений
Уникальные ключи. -номер его удостоверения (интерфейса). Выводит необходимые данные в
(СОТР_НОМЕР). -информация о его требуемом формате, скрывая остальную часть
соответствии занимаемой должности БД. Внешнее представление - это содержимое
(СОТР_СТАТ). Отдел общая сумма выплаченной БД, каким его видит определенный
в последний раз зарплаты общая численности пользователь. Пользователь может также
отдела имя руководителя отдела. -размер изменять свое представление, не оказывая
зарплаты (СОТР_ЗАРП). Не уникальные ключи. влияния на другие представления. Внешний
-номер отдела (СОТР_ОТД_НОМЕР). -имя уровень предоставляет также свободу выбора
руководителя отдела (СОТР_ОТД_РУК). языка общения с БД. Рядовой пользователь
4Недостатки: требуется создание может применять язык интерфейса, т. е.
достаточно сложной надстройки для меню и другие запрограммированные
многоключевого доступа к файлам действия. Опытный пользователь может
существенная избыточность хранения (для воспользоваться языком запросов SQL. Все
каждого сотрудника одного отдела эти уровни связаны между собой программами
повторяется имя руководителя, номер отображения одного уровня в другой путем
отдела) требуется проведение массовой трансляции запросов. Запрос от конечного
выборки и вычислений для получения пользователя на требуемое данные должен
суммарной информации об отделах если в быть интерпретирован на концептуальном
ходе эксплуатации системы нам захочется, уровне и затем преобразован в конечный
выдавать списки сотрудников, получающих запрос на извлечение требуемых данных на
заданную зарплату, то придется либо физическом уровне. Затем эти данные должны
полностью просматривать файл, либо быть преобразованы к виду, запрашиваемому
реструктуризовывать его, объявляя ключевым пользователем.
поле СОТР_ЗАРП. 16Свойства БД. Независимость данных
5Решение - поддерживать два Независимость данных должна обеспечиваться
многоключевых файла: СОТРУДНИКИ и ОТДЕЛЫ. на логическом и физическом уровнях.
Первый файл должен содержать поля Логическая независимость предполагает
СОТР_ИМЯ, СОТР_НОМЕР, СОТР_СТАТ, СОТР_ЗАРП независимость приложении (внешнего
и СОТР_ОТД_НОМЕР, а второй - ОТД_НОМЕР, представления) от изменения логической
ОТД_РУК, ОТД_СОТР_ЗАРП (общий размер структуры данных. Независимость данных на
зарплаты) и ОТД_РАЗМЕР (общее число логическом уровне обеспечивается тем, что
сотрудников в отделе). Большинство внешнее представление данных развязано от
неудобств, перечисленных в предыдущем способа организации данных. Поэтому
абзаце, будут преодолены. Каждый из файлов изменения на первом и втором уровнях не
будет содержать только недублируемую повлияют на конечное представление данных,
информацию, необходимости в динамических т. е. однажды разработанный интерфейс не
вычислениях суммарной информации не придется переписывать заново. Физическая
возникает. Система должна теперь знать, независимость данных предполагает
что она работает с двумя информационно независимость данных от их конкретного
связанными файлами, должна знать структуру размещения на физических носителях, их
и смысл каждого поля (например, что типа, организации и способа доступа.
СОТР_ОТД_НОМЕР в файле СОТРУДНИКИ и Независимость данных на этом уровне
ОТД_НОМЕР в файле ОТДЕЛЫ означают одно и обеспечивается развязкой первого и второго
то же), а также понимать, что в ряде уровней. При изменении физической модели
случаев изменение информации в одном файле не потребуется производить изменения на
должно автоматически вызывать модификацию концептуальном и внешнем уровнях. В
во втором файле, чтобы их общее содержимое настоящее время этот уровень независимости
было согласованным. Например, если на обеспечивается СУБД и операционной
работу принимается новый сотрудник, то системой.
необходимо добавить запись в файл 17Контролирование избыточности данных.
СОТРУДНИКИ, а также соответствующим Избыточность данных в первую очередь
образом изменить поля ОТД_ЗАРП и связана с хранением повторяющейся
ОТД_РАЗМЕР в записи файла ОТДЕЛЫ, информации. Наличие повторяющейся
описывающей отдел этого сотрудника. информации приводит не только к увеличению
6Понятие согласованности данных размера БД, но и к возможности появления
является ключевым понятием баз данных. несогласованного состояния данных.
Фактически, если информационная система Дублирование информации приводит к
(даже такая простая, как в нашем примере) следующим серьезным проблемам: а)
поддерживает согласованное хранение приходится тратить лишние усилия на ввод
информации в нескольких файлах, можно повторяющихся данных; б) при вводе
говорить о том, что она поддерживает базу повторяющихся данных возрастает
данных. Если же некоторая вспомогательная вероятность ошибки набора; в) при
система управления данными позволяет изменении сведений об объекте необходимо
работать с несколькими файлами, корректировать все записи, содержащие эти
обеспечивая их согласованность, можно сведения; г) согласованность данных может
назвать ее системой управления базами быть нарушена либо при наличии копий
данных. Уже только требование поддержания одинаковых данных, либо при обновлении не
согласованности данных в нескольких файлах всех повторяющихся данных (аномалия
не позволяет обойтись библиотекой функций: модификации), либо непреднамеренном
такая система должна иметь некоторые обновлении информации, которая напрямую не
собственные данные (метаданные) и даже связана с удаляемыми данными (аномалия
знания, определяющие целостность данных. удаления); при добавлении неполных данных
7В нашем примере неудобно реализовывать (аномалия добавления); д) неоправданное
такие запросы как "выдать общую увеличение размера данных приведет к
численность отдела, в котором работает снижению скорости выполнения запросов,
Петр Иванович Сидоров". Было бы поиска. Основное требование контролируемой
гораздо проще, если бы СУБД позволяла избыточности данных заключается в том, что
сформулировать такой запрос на близком каждая логическая единица данных должна
пользователям языке. Такие языки быть сохранена лишь однажды. Данные должны
называются языками запросов к базам быть избыточными настолько, насколько это
данных. Например, на языке SQL наш запрос требуется для нормальной работы системы,
можно было бы выразить в форме: SELECT так как некоторая избыточность требуется
ОТД_РАЗМЕР FROM СОТРУДНИКИ, ОТДЕЛЫ WHERE для повышения эффективности работы,
СОТР_ИМЯ = "ПЕТР ИВАНОВИЧ ускорения поиска и восстановления
СИДОРОВ" AND СОТР_ОТД_НОМЕР = информации после сбоев.
ОТД_НОМЕР Таким образом, при 18Обеспечение целостности и правильности
формулировании запроса СУБД позволит не данных. Обеспечение целостности БД
задумываться о том, как будет выполняться составляет необходимое условие ее
этот запрос. Среди ее метаданных будет успешного функционирования. Целостность
содержаться информация о том, что поле есть свойство БД, означающее, что в ней
СОТР_ИМЯ является ключевым для файла содержится полная, непротиворечивая,
СОТРУДНИКИ, а ОТД_НОМЕР - для файла согласованная и адекватно отражающая
ОТДЕЛЫ, и система сама воспользуется этим. предметную область информация. Поддержание
Если же возникнет потребность в получении целостности включает ее проверку и
списка сотрудников, не соответствующих восстановление в случае обнаружения
занимаемой должности, то достаточно противоречий в БД. Целостное состояние БД
предъявить системе запрос SELECT СОТР_ИМЯ, описывается с помощью ограничителей
СОТР_НОМЕР FROM СОТРУДНИКИ WHERE СОТР_СТАТ целостности в виде условий, которым должны
= "НЕТ", и система сама выполнит удовлетворять хранимые в базе данные.
необходимый полный просмотр файла Ограничители целостности (constraints)
СОТРУДНИКИ, поскольку поле СОТР_СТАТ не бывают трех типов: • ограничители
является ключевым. значений. К ним относятся задание типа и
8Далее, представьте себе, что в нашей формата, позволяющего ввод только
первоначальной реализации информационной определенных данных; задание диапазона
системы, основанной на использовании значений; задание списка значений; •
библиотек расширенных методов доступа к ссылочная целостность. Обеспечивается
файлам, обрабатывается операция контролем отношений между связанными
регистрации нового сотрудника. Следуя данными и введением каскадного удаления и
требованиям согласованного изменения обновления связанных записей; •
файлов, информационная система вставила целостность записи. Обеспечивается
новую запись в файл СОТРУДНИКИ и проверкой на уникальность некоторых данных
собиралась модифицировать запись файла и объявлением обязательных данных.
ОТДЕЛЫ, но именно в этот момент произошло 19Другим важным механизмом поддержания
аварийное выключение питания. Очевидно, целостности является введение транзакций.
что после перезапуска системы ее база Транзакцией называется некоторая неделимая
данных будет находиться в рассогласованном последовательность операций над данными
состоянии. Потребуется выяснить это (а для БД, которая отслеживается от начала и до
этого нужно явно проверить соответствие завершения. Если по каким-либо причинам
информации с файлах СОТРУДНИКИ и ОТДЕЛЫ) и (сбои или ошибки) транзакция остается
привести информацию в согласованное незавершенной, то производится отмена всех
состояние. Настоящие СУБД берут такую операций, входящих в ее состав. Транзакции
работу на себя. Прикладная система не присущи следующие свойства: • атомарность
обязана заботиться о корректности (выполняются вес входящие в транзакцию
состояния базы данных. операции или ни одна); • согласованность
9Наконец, представим себе, что мы хотим (любая транзакция должна переводить БД из
обеспечить параллельную (например, одного согласованного состояния и другое
многотерминальную) работу с базой данных согласованное состояние); •
сотрудников. Если опираться только на изолированность (транзакции выполняются
использование файлов, то для обеспечения независимо друг от друга); • безопасность
корректности на все время модификации (даже аварийное завершение работы не
любого из двух файлов доступ других приводит к потере данных).
пользователей к этому файлу будет 20Контроль транзакций особенно важен в
блокирован (вспомните возможности файловых многопользовательских БД, где транзакции
систем для синхронизации параллельного могут быть запущены параллельно. Так как
доступа). Таким образом, зачисление на вследствие ограниченности своих ресурсов
работу Петра Ивановича Сидорова (один центральный процессор) компьютер не
существенно затормозит получение может обрабатывать параллельно выполняемые
информации о сотруднике Иване Сидоровиче процессы, то обычно прибегают к разбиению
Петрове, даже если они будут работать в выполняемых процессов на сравнительно
разных отделах. Настоящие СУБД небольшие части и к их поочередному
обеспечивают гораздо более тонкую выполнению. Если две или более транзакции
синхронизацию параллельного доступа к читают или модифицируют разные данные, то
данным. это не приводит к возникновению каких-либо
10Отличия БД от файловых систем. Таким проблем. Другое дело, когда доступ
образом, БД решают множество проблем, осуществляется к одним и тем же данным.
которые затруднительно или вообще Тогда порядок выполнения частей транзакций
невозможно решить при использовании может играть важную роль, так как от него
файловых систем: 1). Упорядоченный будет зависеть конечное состояние данных.
(структурированный) подход к хранению В последнем случае говорят о сериализации
данных. Метаданные (данные о структуре). транзакций, т. е. о составлении такого
2). Исключение дублирования данных и плана их выполнения (сериального плана),
контроль целостности. 3). Возможность при котором суммарный эффект реализации
организации расширенных средств поиска транзакции эквивалентен эффекту их
информации. Наличие языков запросов к БД. последовательного выполнения. При
4). Независимость программ, данных и параллельном выполнении транзакций
операций. 5). Защищенность от сбоев. 6). возможно возникновение конфликтов
Возможность организации параллельного (блокировок). При обнаружении таких
доступа множества пользователей. случаев обычно производится откат одной
11Упорядоченный (структурированный) иди нескольких транзакций.
подход к хранению данных. Метаданные 21Обеспечение безопасности и
(данные о структуре). БД хранит данные в секретности. Практически всегда БД
структурированном (упорядоченном) и представляет собой важный ресурс, который
специально организованном виде, должен быть надежно защищен.
исключающем совместное хранение Потенциальными опасностями являются: •
разнородной информации. В БД структура похищение и фалъсификация данных; • утрата
данных строго фиксирована и определяется конфиденциальности; • утрата целостности;
стандартом используемой модели данных. • потеря доступности; • непредумышленное и
Описание структуры данных (метаданные) умышленное повреждение данных. В отношении
хранятся отдельно от самих данных в так опасностей могут быть предприняты самые
называемом, словаре (системном каталоге) разные контрмеры, начиная от компьютерных
данных. Таким образом, любая СУБД может систем наблюдения, защиты и восстановления
работать с разными наборами данных, и заканчивая правовыми и административными
поскольку структура их хранения доступна процедурами. Обеспечение безопасности
при чтении данных. Для сравнения, в достигается защитой объектов БД и
файловой системе способ хранения данных - программного кода от модификации,
дело каждой программы, осуществляющей запрещением редактирования по умолчанию,
хранение и обработку данных. Структура поддержкой блокировок, уровней
данных встроена в программу доступа и не изолированности транзакции и средств
может быть прочитана другими программами. восстановления информации после сбоев
12Исключение дублирования данных и (создание контрольных точек, ведение
контроль целостности. К примеру, в журнала, протоколирование и создание
текстовых файлах на порядок размещения архивных копий). Обеспечение секретности
данных не накладывается сколько-нибудь достигается шифрованием программ и данных.
серьезных ограничений, и данные могут быть защитой паролем, авторизацией и
расположены произвольно. Некоторые данные аутентификацией пользователей, поддержкой
могут неоднократно повторяться. В различных уровней доступа к БД и отдельным
электронных таблицах данные по строкам и ее элементам (таблицам, формам, отчетам и
столбцам располагаются уже упорядочение, т, д.).
но все еще достаточно произвольно. В БД 22Таким образом, можно выделить основные
структура данных строго фиксирована. характеристики, определяющие БД как
Возможность организации расширенных технологию хранения данных и доступа к
средств поиска информации. Наличие языков ним. Структурированное хранение данных при
запросов к БД. Наличие интерфейса, не их минимальной избыточности. 2.
зависящего ни от структуры, ни от Использование метаданных для хранения
содержания БД. Существование мощных языков описания БД. 3. Независимость программ и
для реализации самых сложных запросов данных и независимость программ и
(SQL). операций. 4. Наличие встроенных средств
13Независимость программ, данных и обеспечения целостности, безопасности и
операций. Использование метаданных для секретности данных. 5. Поддержка
описания структуры данных, а также разнообразных способов отображения
универсальных языков позволяет обеспечить: (представления) и выборки данных. 6.
1). Независимость программ и данных Наличие расширенных средств поиска
(program-data independent). 2) информации.
Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем.ppt
http://900igr.net/kartinka/informatika/urovni-predstavlenija-bd.-svojstva-bd.-otlichija-ot-fajlovykh-sistem-72306.html
cсылка на страницу

Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем

другие презентации на тему «Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем»

«Представления о Солнечной системе» - Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. В наше время эта конструкция применяется как учебное наглядное пособие. Планеты обращаются вокруг неподвижной Земли. Аристотель и Платон. Титульный лист «Диалогов». Великий польский астроном Николай Коперник (1473–1543) разработал гелиоцентрическую систему мира.

«Файловая система и файлы» - Папки вложены в другие папки, более высокого уровня. Файл –место на диске (группа байтов), у которого есть имя. Файловая система – особый способ организации информации на жестком диске компьютера. Расширение файла указывает на дату и время создания файла. Каждый отдельный диск имеет собственную файловую структуру.

«Представление информации» - Представление графики в компьютере. Представление текстовой информации. Представление числовой информации. Представление звуковой информации в компьютере. Содержание. Представление информации в компьютере. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Объективность Достоверность Полнота Адекватность Актуальность Доступность.

«Формы представления информации» - 2. Кодирование информации. 3. Представление информации в компьютере. Сколько килобайтов составляет сообщение, содержащее 12288 битов? Кбит. Представление информации с помощью какого – либо языка часто называют кодированием. Объем информации в сообщении определяется количеством битов. Представление информации.

«Представление чисел в памяти компьютера» - Целые числа со знаком. Объясните необходимость использования целочисленных типов данных. С плавающей запятой. Ячейка памяти разделяется на разряды, в каждом из которых хранится разряд числа. Знаковым разрядом является старший разряд в разрядной сетке. Дополнительный код двоичного числа. Получить дополнительный код числа для 16-разрядной ячейки.

«Древнее представление о Земле» - Представления древних египтян. Представления древних людей о Земле. Слоны, стоя на черепахе, держат полусферу, а черепаха стоит на змее, свернувшейся кольцом. Представления древних индийцев. Кругосветное путешествие Фернана Магеллана.

Файлы

24 презентации о файлах
Урок

Информатика

130 тем
Картинки
900igr.net > Презентации по информатике > Файлы > Уровни представления БД. Свойства БД. Отличия от файловых систем