Главная » Информационное обеспечение » Тематические материалы » СУБД фактографических информационных систем

СУБД фактографических информационных систем

 

История СУБД как особого вида программного обеспечения неразрывно связана с историей начала использования электронно-вычислительных машин для организации хранения и обработки информации. Именно в то время (конец 60-х, начало 70-х годов прошлого столетия) были разработаны основы программного обеспечения для создания и эксплуатации фактографических информационных систем.В конце 70-х, начале 80-х годов направление программного обеспечения под общим названием «СУБД» превратилось в одну из наиболее бурно развивающихся отраслей программной индустрии. При этом основные программно-математические и технологические решения по СУБД были разработаны в 70-х годах в ряде крупных исследовательских проектов. Наиболее известными из них являются проект «Рабочей группы по базам данных» КОДАСИЛ (DBTG CODASYL) с участием Ч. Бахмана, пионерские работы основателя теории реляционных баз данных Е. Кодда, проект разработки системы управления реляционными базами данных «System R» фирмы IBM (1975-1979 гг.) и проект разработки СУБД «Ingres» (Interactive Graphics and Retrieval System) в университете Беркли (1975-1980 гг.) под руководством известного специалиста в области баз данных М. Стоунбрейкера.

С начала своего возникновения в конце 60-х годов прошлого столетия автоматизированные информационные системы ориентировались на хранение и обработку больших объемов данных, которые не могли быть одновременно и полностью размещены в оперативной памяти ЭВМ. В структуре программного обеспечения ЭВМ, как в то время, так и сейчас, за организацию, размещение и оперирование данными во внешней (долговременной — razgovorodele.ru) памяти отвечает операционная система ЭВМ, соответствующий компонент которой чаще всего называется «файловой системой». Данные во внешней памяти компьютера представлены именованными совокупностями, называемыми файлами. В большинстве случаев операционная (файловая) система не «знает» внутренней смысловой логики организации данных в файлах и оперирует с ними как с однородной совокупностью байтов или строк символов.

Функции, классификация и структура СУБД
Функциональные блоки в структуре СУБД

В иерархической модели объекты-сущности и отношения предметной области представляются наборами данных, которые имеют строго древовидную структуру, т. е. допускают только иерархические (структурные) связи-отношения. База данных с иерархической моделью данных состоит из упорядоченного набора экземпляров структуры типа «дерево».

Иерархическая модель организации данных

 

В отличие от иерархической, в сетевой модели объект-потомок может иметь не одного, а вообще говоря, любое количество объектов-предков. Тем самым допускаются любые связи-отношения, в том числе и одноуровневые. В результате сущности и отношения предметной области АИС представляются графом любого (не только древовидного) типа.

Сетевая модель организации данных

В реляционной модели объекты-сущности инфологической схемы предметной области АИС представляются плоскими таблицами данных. Столбцы таблицы, называемые полями базы данных, соответствуют атрибутам объектов-сущностей инфологической схемы предметной области. Считается, что сильной стороной реляционных баз данных является развитая математическая теория, лежащая в их основе, — реляционная алгебра.

Реляционная модель организации данных
Операции обработки в реляционной модели

Центральным компонентом внутренней схемы являются информационные массивы, включающие собственно данные (информационных объектов логической схемы БД, т.е. в реляционных СУБД таблиц), и массивы индексов, являющихся специальными дополнительными конструкциями для ускорения доступа к данным основных информационных объектов. Информационные массивы в большинстве СУБД состоят из одной или нескольких так называемых страниц, каждая из которых содержит совокупность некоторых единичных элементов, называемых физическими записями.

Внутренняя схема баз данных фактографических АИС
Физические структуры данных
Индексирование данных
Расстановка (хеширование) записей

Внутренняя схема базы данных обычно скрыта от пользователей информационной системы, за исключением возможности установления и использования индексации полей. Вместе с тем, особенности физической структуры файлов данных и индексных массивов, принципы организации и использования дискового пространства и внутренней памяти, реализуемые конкретной СУБД, должны учитываться проектировщиками банков данных, так как эти «прозрачные» для пользователей-абонентов особенности СУБД критично влияют на эффективность обработки данных в информационной системе.