Ответы к экзамену по БД. 1. Архитектура базы данных. Физическая и логическая независимость (трехуровневая модель ansi). 3

• Название: 1. Архитектура базы данных. Физическая и логическая независимость (трехуровневая модель ansi). 3
• Анкор: Ответы к экзамену по БД
• Дата: 08.11.2022
• Размер: 2.24 Mb.
• Имя файла: Voprosy-otvety_BD_ekzamen.docx
• Тип: Документы; #776756
• страница: 2 из 14

2. Описать процесс прохождения

пользовательского запроса.

Рисунок иллюстрирует взаимодействие пользователя, СУБД и ОС при обработке запроса на получение данных. Цифрами помечена последовательность взаимодействий:



1. Пользователь посылает СУБД запрос на получение данных из БД.

2 -3. Анализ прав пользователя и внешней модели данных, соответствующей данному пользователю, подтверждает или запрещает доступ пользователя к запрошенным данным.

12. В случае запрета на доступ к данным СУБД сообщает пользователю об этоми(стрелка 12) и прекращает дальнейший процесс обработки данных

4. СУБД определяет часть концептуальной модели, которая затрагивается запросом пользователя.

5. СУБД получает информацию о запрошенной части концептуальной модели.

6. СУБД запрашивает информацию о местоположении данных на физическом уровне (файлы или физические адреса).

7. В СУБД возвращается информация о местоположении данных в терминах Опер.Системы.

8. СУБД просит ОС предоставить необходимые данные, используя средства ОС.

9. Операционная система осуществляет перекачку информации из устройств хранения и пересылает ее в системный буфер.

10. Операционная система оповещает СУБД об окончании пересылки.

11. СУБД выбирает из доставленной информации, находящейся в системном буфере, только то, что нужно пользователю, и пересылает эти данные в рабочую область пользователя.

БМД — это База Метаданных, здесь хранится вся информация об используемых структурах данных, логической организации данных, правах доступа пользователей и физическом расположении данных. Для управления БМД существует специальное ПО администрирования БД, для корректного использования единого информационного пространства многими пользователями.

Запрос проходит полный цикл далеко не всегда! СУБД обладает достаточно развитым интеллектом и не повторяет бессмысленных действий.

Разумеется, механизм прохождения запроса в реальных СУБД гораздо сложнее, но и эта упрощенная схема показывает, насколько серьезными и сложными должны быть механизмы обработки запросов, поддерживаемые реальными СУБД.

3. Модели данных.

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

В соответствии с трехуровневой архитектурой понятие модели данных применяется к каждому уровню.



Физическая модель данных оперирует категориями, касающимися организации внешней памяти и структур хранения, используемых в данной операционной среде.

Инфологические, или семантические модели выражают информацию о предметной области в виде, независимом от используемой СУБД. Они отражают в естественной и удобной для разработчиков и заказчиков форме информационно-логический уровень абстрагирования, связанный с фиксацией и описанием объектов предметной области, их свойств и их взаимосвязей.

Инфологические модели данных используются на ранних стадиях проектирования для описания структур данных в процессе разработки приложения, а даталогические модели уже поддерживаются конкретной СУБД.

4. Пользователи баз данных. Основные функции группы администратора БД.

Как любой программно-организационно-технический комплекс, БД существует во времени и в пространстве. Она имеет определенные стадии своего развития:

1. Анализ предметной области.

2. Проектирование.

3. Реализация.

4. Эксплуатация;

5. Модернизация и развитие.

6. Полная реорганизация.

На каждом этапе своего существования с БД связаны разные категории пользователей. Основные категории пользователей и их роль в функционировании БД:

• 
  Конечные пользователи. Это основная категория пользователей, в интересах которых и создается банк данных. В зависимости от особенностей создаваемого банка данных круг его конечных пользователей может существенно различаться. Это могут быть случайные пользователи, обращающиеся к БД время от времени за получением некоторой информации, а могут быть регулярные пользователи. Главный принцип – от конечных пользователей не должно требоваться каких-либо специальных знаний в области вычислительной техники и языковых средств.
  
• 
  Администраторы базы данных. Это группа пользователей, которая на начальной стадии разработки базы данных отвечает за его оптимальную организацию с точки зрения одновременной работы множества конечных пользователей, на стадии эксплуатации отвечает за корректность работы данной базы в многопользовательском режиме. На стадии развития и реорганизации эта группа пользователей отвечает за возможность корректной реорганизации базы без изменения или прекращения его текущей эксплуатации.
  
• 
  Разработчики и администраторы приложений. Это группа пользователей, которая функционирует во время проектирования, создания и реорганизации базы данных. Администраторы приложений координируют работу разработчиков при разработке конкретного приложения или группы приложений, объединенных в функциональную подсистему. Разработчики конкретных приложений работают с той частью информации из базы данных, которая требуется для конкретного приложения.
  

Не в каждой БД могут быть выделены все типы пользователей. Однако при построении современных сложных корпоративных БД, которые используются для автоматизации всех или большей части бизнес-процессов в крупной фирме или корпорации, могут существовать и группы администраторов приложений, и отделы разработчиков. Наиболее сложные обязанности возложены на группу администратора БД.

Основные функции группы администратора БД:

1. Анализ предметной области: описание предметной области, выявление ограничений целостности, определение статуса (доступности, секретности) информации, определение потребностей пользователей, определение соответствия «данные-пользователь», определение объемно-временных характеристик обработки данных.

2. Проектирование структуры БД: определение состава и структуры файлов БД и связей между ними, выбор методов упорядочения данных и методов доступа к информации, описание БД на языке описания данных (ЯОД).

3. Задание ограничений целостности при описании структуры БД и процедур обработки БД:

• 
  задание декларативных ограничений целостности, присущих предметной области;
  
• 
  определение динамических ограничений целостности, присущих предметной области в процессе изменения информации, хранящейся в БД;
  
• 
  определение ограничений целостности, вызванных структурой БД;
  
• 
  разработка процедур обеспечения целостности БД при вводе и корректировке данных;
  
• 
  определение ограничений целостности при параллельной работе пользователей в многопользовательском режиме.
  

4. Первоначальная загрузка и ведение БД:

• 
  разработка технологии первоначальной загрузки БД, которая будет отличаться от процедуры модификации и дополнения данными при штатном использовании базы данных;
  
• 
  разработка технологии проверки соответствия введенных данных реальному состоянию предметной области. База данных моделирует реальные объекты некоторой предметной области и взаимосвязи между ними, и на момент начала штатной эксплуатации эта модель должна полностью соответствовать состоянию объектов предметной области на данный момент времени;
  
• 
  в соответствии с разработанной технологией первоначальной загрузки может понадобиться проектирование системы первоначального ввода данных.
  

5. Защита данных:

• 
  определение системы паролей, принципов регистрации пользователей, создание групп пользователей, обладающих одинаковыми правами доступа к данным;
  
• 
  разработка принципов защиты конкретных данных и объектов проектирования;
  
• 
  разработка специализированных методов кодирования информации при ее циркуляции в локальной и глобальной информационных сетях;
  
• 
  разработка средств фиксации доступа к данным и попыток нарушения системы защиты;
  
• 
  тестирование системы защиты;
  
• 
  исследование случаев нарушения системы защиты и развитие динамических методов защиты информации в БД.
  

6. Обеспечение восстановления БД:

• 
  разработка организационных средств архивирования и принципов восстановления БД;
  
• 
  разработка дополнительных программных средств и технологических процессов восстановления БД после сбоев.
  

7. Анализ обращений пользователей БД: сбор статистики по характеру запросов, по времени их выполнения, по требуемым выходным документам.

8. Анализ эффективности функционирования БД:

• 
  анализ показателей функционирования БД;
  
• 
  планирование реструктуризации (изменение структуры) БД и реорганизации БнД.
  

9. Работа с конечными пользователями:

• 
  сбор информации об изменении предметной области;
  
• 
  сбор информации об оценке работы БД;
  
• 
  обучение пользователей, консультирование пользователей;
  
• 
  разработке необходимой методической и учебной документации по работе конечных пользователей.
  

10. Подготовка и поддержание системных средств:

• 
  анализ существующих на рынке программных средств и анализ возможности и необходимости их использования в рамках БД;
  
• 
  разработка требуемых организационных и программно-технических приятий по развитию БД;
  
• 
  проверка работоспособности закупаемых программных средств перед подключением их к БД;
  
• 
  курирование подключения новых программных средств к БД.
  

11. Организационно-методическая работа по проектированию БД:

• 
  выбор или создание методики проектирования БД;
  
• 
  определение целей и направления развития системы в целом;
  
• 
  планирование этапов развития БД;
  
• 
  разработка общих словарей-справочников проекта БД и концептуальной модели;
  
• 
  стыковка внешних моделей разрабатываемых приложений;
  
• 
  курирование подключения нового приложения к действующей БД;
  
• 
  обеспечение возможности комплексной отладки множества приложений, взаимодействующих с одной БД.