Физические структура размещения информации.

1. Метод последовательного размещения. Записи размещаются одна за другой.

«-» Сложно вставлять новые записи - приводит к регенерации базы данных.

«+» Самое эффективное использование пространства памяти, самый быстрый доступ к информации.

«+» Понятность пользователю принципа размещения.

2. Размещение по вычисляемому ключу. После каждой записи оставляется место для нескольких (трех) страховочных записей. Например писать через одну две записи но возможны и более сложные ключи.

«+» Есть резервы для внесения новых записей без регенерации базы, ускоряется поиск при решении запросных задач, не нужно создавать таблицу адресов.

«-» Много неиспользуемого пространства.

«-» Есть затраты на поиск (вычисление) по формуле.

«-» Если надо записать еще элемент а все резервы заполнены то составляется таблица исключений.

3. Метод рандомизации. Все записи размещаются на всем пространстве памяти с помощью датчика случайных чисел, имеющего равномерный закон распределения. Последовательность записей и их адреса хранятся в специальной таблице. Роль разместителя берет на себя ОС но при организации БД это надо учитывать.

«-» Размещение записей по этому методу дает в среднем одинаково плохое время поиска информации. Резкое увеличение времени доступа к информации по сравнению с другими методами.

«+» Полное использование памяти без перегенерации, малые затраты на редактирование базы.

«+» Перегенерация базы очень редкое явление.

Логические структуры.

Реквизитом - называется единица информации, неделимая без потери физического смысла. Реквизиты бывают призначные и количественные. Призначные идентифицируют объект а количественные характеризуют. Структуры обычно объединяются в логическую структуру БД которая представляет не только совокупность структур но и организацию (связи между ними).

 

 

Под базы данных делятся по функциональным признакам и располагаются на томах.

Том - физическая единица информации, равная одному физическому носителю.

На томах располагаются файлы.

Файлом называется массив на внешнем носителе. Файлы бывают многотомные (располагаются на нескольких носителях). Чаще встречаются много файловые тома (на одном томе располагается несколько файлов). Файл обычно состоит из записей.

Запись - единица информации, на уровне которой идет обмен между устройствами. Записи часто приходится объединять в блоки для того, чтобы обеспечить непрерывное последовательное размещение записей на физическом носителе.

Каждая запись состоит из полей.

Поле - минимальная поименованная единица информации. Поля могут объединяться в группы.

Агрегат данных - совокупность полей, объединенных общим именем.

Сортировка - упорядочивание записей в файле.

Различают системные файлы (используются в большом количестве задач). Системные файлы обычно хранятся во всех необходимых сортировках.

Кроме этого выделяют файлы:

· первичные,

· выходные,

· промежуточные.

Первичные файлы создаются на основе первичных документов.

Промежуточные файлы возникают в результате решения дополнительной задачи и требуются для решения другой задачи.

Выходные файлы - являются результатом решения комплекса задач и используются для управления объектом.

Записи в файлах имеют различную структуру:

· последовательная

· древовидная

· списковая

· цепная.

Структуры баз данных.

Базы данных бывают:

· древовидные;

· сетевые;

· реляционные.

 

В древовидных БД каждый элемент вышестоящего уровня имеет ссылки на две или больше типов записей.

 

Логическая структура:

		Цех
		|
рабочие		оборудование		детали

 

Запись цехов (так логическая структура реализуется в физическую):

 

 

Ссылка типа next хранит адрес следующей за ней единицы. Каждая запись имеет ссылку типа маска на предыдущую. Поиск идет по цепи.

«+» Очень быстрый поиск информации.

«+» Легкость восприятия логической структуры.

«-» Создание логической структуры требует высокой квалификации, а физической чрезвычайно высокой. Написание алгоритмов и программ требует знания языка низкого уровня.

«-» Затраты на построение такой базы очень велики.

«-» Реализация любого типа запроса требует написания отдельной программы перемещения по спискам.

 

Сетевая структура. Допускаются связи между элементами одного уровня, либо два элемента одного уровня могут иметь элемент нижестоящего уровня.

 

 

«+» Есть возможность организовать больше точек входа и ускорить поиск т.е. уменьшить время реакции на запрос.

«-» Для каждого запроса имеется несколько алгоритмов поиска.

«-» В древовидной системе у нас был корень и ветки т.е. если мы дошли до конца и не нашли ответа на запрос значит такого элемента нет. У сети конца нет, по ней можно ходить вечно. Поиск окончания поиска должен быть иным. Он в каждом случае определяется по своему.

«-» Если пошли по цепи с целью найти Петрова и не нашли его то это не значит что его нет. Может надо зайти через другой вход. Цепи могут дублировать друг - друга и надо проводить сверку одноименных цепей.

«-» Сложность построения базы и требования к квалификации специалиста чрезвычайно высокие.

«+» Компактность БД. Максимум информации при минимуме избыточности информации.

«+» В этой БД минимум затрат на поиск информации. Процедура модификации очень проста.

 

Реляционные БД. Это такие БД, операции которых совпадают с операциями реляционной алгебры. Все файлы реляционной БД имеют четко выраженную табличную структуру. Столбцы называются доменами, строки - кортежами. Совокупность доменов и кортежей называют отношением.

Основные свойства отношений:

1) Отношение не имеет пустых кортежей (пустых строк нулевых доменов).

2) Отношение не имеет двух одинаковых кортежей (строк).

 

Операции над реляционными БД:

1. Проецирование. В результате этой операции из одного отношения можно получить другое отношение – проекцию, в которое будут включены только часть домен.

 

 

Проекции по фамилии будут принадлежать только три кортежа.

 

Фамилия	И.О.	Принадлежность
Иванов	А.С.	КПСС
Петров	А.Н.	ВЛКСМ
Сидоров	П.Д.	ДР
Иванов	А.Д.	Память
Иванов	Л.К.	Память

 

2. Пересечение. Выполняется над двумя или более отношениями. В результате этой операции получается результирующее отношение, в которое включаются только те кортежи, ключевые элементы которых совпадают во всех пересекаемых отношениях.

3. Выборка (поиск по ключу).

Доказано что с помощью этих трех операций можно выделить любой элемент и при этом получаются простые выражения.

«-» Квалификация требуется все же больше чем у не подготовленного пользователя.

Фамилия	И.О.	год рождения
Иванов	А.С.
Петров	П.Б.
Сидоров	Д.Л.
Иванов	Л.К.

«-» Оказалось что допустимы всевозможные типы запросов.

«+» Понятность структуры БД.

«+» Очень простой язык манипулирования данными.

«+» Возможность работы неподготовленного пользователя.

«+» Возможность реализации любого типа запроса.

«-» Неподготовленный пользователь все равно не работает с базой, а значит ему и не надо понимать как это работает.

 

Фамилия	Принадлежность	Год рождения
Иванов	КПСС
Петров	ВЛКСМ
Сидоров	ДР
Иванов	Память

 

 

«-» Т.к. мы не знаем какие запросы будут, то мы не можем оптимально разместить базу на диске.

«-» Чтобы легко найти запись мы должны реализовать поиск по ключу. Чтобы найти по ключу, мы должны строить индексно-последовательные файлы, а т.к. ключ часто не простой, то мы должны создавать много индексно последовательных файлов, следовательно, все медленно.

Реляционные базы данных:

1. dBase - РЕБУС.

2. FoxBase - КАРАТ. Быстродействие в 6 раз больше по сравнению с dBase. В FoxBase нет "Ассистента" - программы для неопытного пользователя. UI - средство проектирования интерфейса пользователя. FoxBase = dBase + UI

3. Clipper. Более высокое быстродействие, позволял защищать программу, но эта СУБД для высококвалифицированных программистов. Достоинства реляционных БД: позволяют реализовать запрос любого типа, переделка такой базы менее болезненна.

 

Банки данных

 

Банк данных - это большая сложная система, которая включает в себя:

· СУ БД,

· математическое обеспечение,

· программное обеспечение (совокупность программ),

· лингвистическое обеспечение (язык манипуляций заданиями, язык запросов, язык программирования, и другие),

· организационное обеспечение (совокупность инструкций по работе с БД),

· администрирование банка данных,

· юридическое обеспечение,

· методическое обеспечение,

· базы данных.