1.3. Понятия схемы и подсхемы и их использование в субд

Описание концептуального и соответствующего ему физического представления (описание структуры БД) хранится автономно, называет­ся схемой БД и создается до того, как начнет наполняться БД. Описа­ние подмножества концептуального представления, которое соответст­вует внешнему представлению для некоторого приложения (описание части структуры БД, доступной программе обработки), называется под­схемой. Используя подсхему и схему, СУБД обеспечивает настройку приложения на работу с физической базой данных. Тем самым достига­ется универсализм СУБД по обеспечению соответствия внешнего пред­ставления - физическому, а значит, обеспечивается принцип независи­мости программ обработки от физической структуры БД. С другой сто­роны, программа обработки может получить только те данные и выпол­нять только те процедуры (чтения, а возможно обновления данных), ко­торые указаны в ее подсхеме. Тем самым обеспечивается и защита БД от несанкционированного доступа.

Пользователь, проектируя обработку данных для получения тре­буемого результата, определяет требуемое внешнее представление как подмножество концептуального представления и в принципе может не знать физической организации БД. СУБД, «понимая» соответствие кон­цептуального и физического представления и «зная» внешнее представ­ление, определяет, откуда физически надо выбрать требуемую инфор­мацию и в каком виде предоставить ее приложению (программе обра­ботки или непосредственно конечному пользователю). Благодаря тако­му механизму (схема-подсхема) программа не зависит от адреса файла, а также от возможных изменений в структуре записи, таких, как добав­ление новых данных, изменение характеристик или удаление данных, не используемых в программе. Следует заметить, что в современных СУБД вместо термина подсхема используется термин представление (view), что в точности соответствует понятию внешнее представление в архитектуре представления информации в концепции БД.

Контрольные вопросы и задания к разделу 1.3

1. Дайте понятие схемы и подсхемы.

2. Сформулируйте назначение схемы и подсхемы в концепции баз данных.

3. Для чего предназначена система управления базами данных?

2. Информационная система сферы управления - основная область использования бд

Под ИС понимаем совокупность методов и средств, обеспечиваю­щих представление некоторой предметной области в виде информаци­онной модели (ИМПО), и предоставление пользователям необходимой информации об объектах предметной области.

Основные сферы применения ИС:

• образование (получение новых знаний о предметных областях);

• экономика (использование информации о состоянии объектов и процессов в предметной области с целью управления ее функциониро­ванием).

Принципиальное отличие ИС для этих сфер применения заключа­ется в следующем:

• Для целей получения новых знаний используется в основном со­держательная, смысловая информация, представленная в виде текстов, рисунков, а в последнее время в виде аудио и видео объектов. Типич­ными объектами предметной области ИС в сфере образования являются книги, статьи, отчеты, пояснительные записки и т.п., чаще всего тексто­вая информация.

• В сфере экономики используются в основном некоторые факти­ческие данные, отражающие определенные свойства, характеристики, параметры, атрибуты, описывающие состояние объектов предметной области. Типичное внешнее представление - так называемые объектно- характеристические таблицы, в которых строки соответствуют объектам предметной области, а столбцы - характеристикам объектов.

В соответствии с отмеченными характеристиками объектов пред­ставления информации ИС классифицируют на документальные (ДИС) и фактографические (ФИС).

В ФИС всестороннее описание объектов предметной области (ПрО), как раз и отображается в информационную модель, которая хра­нится в виде единой системы взаимосвязанных файлов, называемой ба­зой данных (БД). Взаимосвязь файлов отражает взаимосвязь объектов разных типов и различных описаний внутри одного типа.

Обобщенная схема ФИС (и место в ней БД) представлена на рис.2.1.

Система актуализации

БД

Система обработки информа-

Система администрирования БД

Рис. 2.1. Обобщенная схема ФИС

Рассмотрим каждый элемент схемы подробнее.

Система актуализации БД включает две подсистемы:

• отображения структуры ПрО в структуру БД;

• отображения состояния объектов ПрО в состояние БД.

Отображение структуры ПрО в структуру БД может трактовать­ся как проектирование БД, что также является объектом рассмотрения настоящего пособия и будет проведено позднее.

Отображение состояния объектов ПрО в состояние БД осущест­вляется, как правило, в два этапа:

• фиксации значений параметров объектов предметной области;

• корректировки значений соответствующих данных в БД.

Система обработки информации представляет собой программ­ные средства (приложения) двух основных типов:

• профессионально-ориентированные средства;

• процедурно-ориентированных программные средства.

Профессионально-ориентированные средства обеспечивают

прямую компьютерную поддержку существующих ИТ на рабочем месте и максимально учитывают их специфику. Поэтому такие средства часто называют Автоматизированными рабочими местами (АРМ). Несомнен­ное достоинство таких систем - создание комфортных условий для ра­ботников. Основной недостаток - необходимость модификации ПО при изменении ИТ, связанных с их совершенствованием или директивными решениями. Для обеспечения минимальных затрат на модификацию та­ких систем их необходимо делать открытыми и использовать средства автоматизированного проектирования. Эти системы наиболее предпоч­тительны для работников, связанных с обработкой первичной информа­ции, со спецификой в информационной технологии (определенные до­кументы, последовательность действий, определенные участники и т.п.).

Процедурно-ориентированные средства реализуют типовые про­цедуры поддержки ИТ. Они являются универсальными средствами типа информационно-справочных систем. Нетрудно заметить, что к таким системам относятся средства экранного интерфейса современных СУБД, средства интерпретирующие команды SQL. Несомненным их достоинством является их универсальность, независимость от измене­ний в конкретных ИТ. Однако реализовать с их помощью специфиче­ские технологии на рабочем месте является трудоемкой задачей. По­этому эти средства целесообразно применять для информационной под­держки руководящих работников, которым необходим справочный ре­жим работы с данными, возникающими на самых разных рабочих мес­тах.

Средства администрирования БД обеспечивают поддержку сле­дующих видов работ администрации БД:

• организация работы с пользователями;

• совершенствование физической организации БД;

• обеспечение защиты хранимой информации.

Представленная схема наглядно свидетельствует о том, что БД яв­ляется центральным звеном, основой информационной системы, сред­ством информационного моделирования ПрО для которой создана ин­формационная система.

В течении более чем 40 последних лет ФИС разрабатываются и применяются для различных ПрО, имеющих следующие особенности.

ПрО может быть представлена как множество объектов различной природы: личности, документы, предметы производства, научные ис­следования, некоторые явления и др. Главное, что объекты в ПрО обла­дают (могут быть описаны) некоторыми свойствами (параметрами, ха­рактеристиками, показателями и т.п.). При этом для разных объектов значение одноименного параметра может быть различным, но выбира­ется из одного множества возможных значений, называемого словарем (классификатором, доменом). В результате информационного модели­рования описание объектов ПрО отображается в компьютерные данные следующим образом:

• каждому параметру объекта ПрО соответствует данное, значе­нию параметра у конкретного объекта - значение данного в записи, со­ответствующей этому объекту. Идентификатор (имя, название и т.п.) объекта также представляется как данное, но данное особого назначе­ния - оно идентифицирует и запись (входит в идентификатор) и называ­ется ключевым данным записи (по крайней мере, входит в ключ);

• описание множества однотипных объектов с определенной сто­роны (по некоторой группе параметров) представляется в виде файла, причем одному объекту в файле соответствует одна либо несколько за­писей. Одному объекту ПрО будет соответствовать несколько записей в файле в том случае, если по упомянутой группе параметров необходимо хранить несколько экземпляров описаний (за разные периоды времени, по технологическим переходам и т.п.);

• полная информация об объектах ПрО (всестороннее описание объектов) хранится в системе взаимосвязанных файлов, называемой БД. Взаимосвязь файлов отражает взаимосвязь объектов разных типов и различных описаний внутри одного типа.

Таким образом, можно сказать, что БД является представлением выбранной части предметного мира, которая моделируется для реализа­ции необходимых бизнес-правил организации.