4. Субд: общие сведения, функции, классификация.

Т.к. современные БД немыслимы без использования ЭВМ, то можно дать еще одно определение БД.

БД – организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ и постоянного применения.

Совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление, создание и использование БД, называются СУБД.

Основные функции СУБД:

1) управление данными во внешней памяти

2) управление данными в оперативной памяти

3) поддержка языков БД

4) журнализация изменений, резервное копирование восстановление данных.

Компоненты СУБД:

1) ядро – отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти.

2) процессор языка БД – отвечает за оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных

3) подсистема поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программные манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс СУБД.

4) внешние утилиты

Классификация СУБД:

По модели данных: - Иерархические; - Сетевые; - Реляционные; - Объектно-ориентированные

По степени распределённости:

-  Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)  

- Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД:  

- Файл-серверные. В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость централизованного управления; затруднённость обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

- Клиент-серверные. Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность

- Встраиваемые. Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети.

5. Реляционная алгебра.

Алгебра (А) - совокупность множества М с заданным множеством операций S = {f1 f2 f3…fn}. А = <M,S>

М – носитель алгебры, S – сигнатура алгебры

Реляционная алгебра – замкнутая система операций над отношениями в реляционной модели представления данных. Первоначально набор из 8 операций был предложен Э. Кодом.

Фундаментальным понятием Р.А. является отношение – математическая структура, которая формально определяет свойства различных объектов и их взаимосвязи

Отношение классифицируется: - По количеству связанных объектов – арность; - По собственным свойствам

n-арным отношением R называют подмножеством декартового произведения множества D1 D2… Dn, где n>=1

Исходные множества D1 D2… - называется доменами

Декартовым произведением называется множество элементами, которого являются всевозможные упорядоченные пары.

Отношение имеет простую графическую интерпретацию в виде таблицы столбцы которой (поля и атрибуты) соответствуют вхождению доменов в отношение, а строки(записи) соответствуют наборам из n значений взятых из исходных переменных.

Отношение представленное в виде таблицы должно обладать рядом свойств:

- В таблице нет 2 одинаковых строк

- Таблица имеет столбцы, которые соответствуют атрибутам отношения

- Каждый атрибут отношения имеет уникальное имя

- Порядок строк в таблице произвольный

Под Атрибутом понимается вхождение домена в отношения, строка отношения называется кортежем.

Прямое или декартовое произведение – множество, элементами которого являются упорядоченные пары элементов исходных 2-х множеств

Домен – множество всех допустимых значений столбца, практически – мета данные абстрактно описывающие столбец с таблицей базы данных, включая проверки и ограничения.

Тело - неупорядоченное множество различных кортежей