Файловая организация данных в автоматизированных информационных системах, ее недостатки
В первые годы автоматизированной обработки информации, в 50 –х, начале 60–х годов, использовалась файловая организация данных. Данные хранились в файлах последовательного доступа. Это заставляло прикладную программу обрабатывать файл целиком, когда необходимо было обратиться к определенной записи, что, конечно же, существенно замедляло скорость обработки данных. С появлением в 60–е годы устройств прямого метода доступа к данным – магнитных дисков – появилась возможность напрямую обратиться к нужной записи. Однако и это не дало существенного повышения скорости обработки и достоверности данных. Преимущества использования БД заключаются в следующем:
1. Возможность расширения и модификации данных.
2. Возможность обеспечения независимости данных в БД от программ их обрабатывающих.
3. Возможность вести быстрый поиск необходимых данных по запросам пользователя.
4. Возможность обеспечения защиты секретных данных от постороннего вмешательства.
5. Возможность обеспечения целостности данных и др.
Объемы современных баз данных и устройства для их размещения
Система физического доступа к базе данных
Пользователь взаимодействует с системой базы данных, запуская инструкции. Стратегический селектор преобразует пользовательскую команду в наиболее эффективную форму для выполнения. Преобразованное требование активизирует буферный диспетчер, контролирующий перемещение данных между оперативной памятью и диском. Диспетчер файлов поддерживает буферный диспетчер, управляя размещением данных на диске и структурами данных. Кроме пользовательских данных диск содержит словарь данных.
|
|
|
Стратегический селектор – программное обеспечение, преобразующее требование пользователя в эффективную для исполнения форму.
Управление буферами (диспетчер дисков) – программное обеспечение, контролирующее перемещение данных между оперативной памятью и диском.
Диспетчер файлов – программное обеспечение, управляющее размещением данных на диске и структурами данных.
Словарь данных – часть СУБД, определяющая структуру пользовательских данных и возможности их использования.
Оперативная память – запоминающее устройство, расположенное в узле процессора; используется для запоминания данных, доступных для оперирования.
Определение требуемого объема дисковой памяти. При определении требуемого объема дисковой памяти следует учитывать, что для обработки данных СУБД использует большой объем служебной информации, размещаемой на дисках. К служебной информации относится: описание схемы базы данных, табличные индексы, временные таблицы, заранее выделенное пространство для хеш-таблиц и индексов, пространство для сортировки, файлы журнала, архивы и др.
|
|
|
Если точная информация об объеме служебной информации для БД отсутствует, то исходят из предположения, что для ее размещения требуется объем дисковой памяти, превосходящий объем размещаемых данных.
Чтобы достичь этого следует выполнить важные задачи настройки и администрирования базы данных. К их числу относят:
§ выбор способа размещения файлов на диске;
§ определение требуемого объема дисковой памяти;
§ распределение информации на диске.
Трехуровневая модель организации баз данных
Вопросы, касающиеся того, как должна быть устроена база данных, были решены не сразу. В соответствии с принятой концепцией предлагается выделять три уровня абстракции представления данных: внешний, концептуальный и внутренний
Внешний уровень – это самый верхний уровень, который отражает представление конечного пользователя о конфигурации данных Каждый пользователь представляет реальный мир по-своему, исходя из того вида работы, которую он выполняет.
Концептуальный уровень – это объединяющее представление данных, используемых всеми пользовательскими приложениями, работающими с данной базой. На этом уровне база данных представляет собой общий взгляд пользователя на данные проектируемой базы, здесь должны быть отражены:
|
|
|
§ все сущности, включаемые в базу, их атрибуты и связи;
§ накладываемые на данные ограничения;
§ семантическая информация о данных;
§информация о мерах обеспечения безопасности и поддержки целостности данных.
Внутренний уровень служит для адаптации концептуальной модели к конкретной СУБД. Другими словами, внутренняя уровень – это представление базы данных со стороны СУБД, и на этом уровне описывается, как данные должны храниться в компьютере. Здесь хранится такая информация:
§ распределение дискового пространства для хранения данных и индексов;
§ описание подробностей хранения данных;
§сведения о размещении записей;
§сведения о сжатии данных и методах их шифрования.
Предложенная архитектура позволяет обеспечить логическую и физическую независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других, работающих с этой же базой данных. А физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с конкретной базой. Логическая независимость устанавливается между 1 и 2 уровнями, а физическая между 2 и 3. Именно этого не хватало при использовании файловых систем.
|
|
|
В соответствии с трехуровневой архитектурой существует три различных типа схем базы данных. На самом высоком уровне имеется несколько внешних схем данных, которые соответствуют разным представлениям пользователей. На концептуальном уровне описываются все элементы и связи между ними. Для каждой базы данных имеется только одна концептуальная схема. Внутренняя схема является полным описанием данных внутреннего уровня и содержит определение хранимых записей: методы представления, описание полей данных, сведения об индексах и схемах хеширования данных. СУБД отвечает за установление соответствия между этими тремя типами схем, а также за проверку их непротиворечивости.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 461; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!