Региональная система. Региональная система баз данных (СБД). Принципы по-строения СБД. Региональная система баз данных (сбд). Принципы построения сбд общего пользования

Название	Региональная система баз данных (сбд). Принципы построения сбд общего пользования
Анкор	Региональная система
Дата	23.07.2022
Размер	44.83 Kb.
Формат файла
Имя файла	Региональная система баз данных (СБД). Принципы по-строения СБД .docx
Тип	Реферат #635088

Название учебного заведения

Кафедра

ТИП работы

на тему: «Региональная система баз данных (СБД). Принципы построения СБД общего пользования»

Проверил:

Выполнил:

Город – 2022

Содержание

Введение 2

1.Общие сведения системы управления базы данных 3

2.Этапы проектирования баз данных 7

3.Классификация системы баз данных 8

4.Типы региональных баз данных 13

Заключение 18

Список использованной литературы 19

Введение

В 60-е годы получил начало современный подход к координации процессов компьютерного преобразования данных, который базируется на понятии систем баз данных (СБД). База данных (БД) представляет собой специальную организованную информацию, хранимую в вычислительной системе (ВС). База данных разрабатывается для конкретной предметной сферы (банк, биржа, магазин, склад, библиотека и т. д.).

Для разработки и применения баз данных являются системы управления базами данных (СБД), которые занимают индивидуальную ступень в обществе программного обеспечения и нашей обычной жизни. Системы управления базами данных гарантируют осуществление современных идей в организации информационных служб (информационных сервисов) через разработку информационных систем на основании технологии баз данных – приложений баз данных. На сегодняшний день хорошо используются муниципальные, банковские, биржевые информационные системы, информационные системы оптовой и розничной торговли, торговых домов, служб управления трудом и занятостью, базы данных рынка товаров и услуг, справочной и аналитико-прогнозной котировочной информации и др.

В нынешнее время базы данных формируют базу современных тенденциях в модернизировании, как бизнес-процессов, так и процессов проектирования, производства и эксплуатации трудных наукоемких продуктов – гарантирование постоянной информационной поддержки поставок и жизненного цикла продуктов. Эту тенденцию называют CALS-технологиями (Continuous Acquisition and Lifecycle Support) или ИПИ (информационная поддержка процессов жизненного цикла изделий).

Целью написания данного реферата является изучение теоретических аспектов классификации СБД.

Из выше указанной цели можно выделить следующие задачи: общие понятия и функции СБД, классификация и типы СБД.

Общие сведения системы управления базы данных

К современным базам данных, а, следовательно, и к СБД, на которых они строятся, предъявляются следующие основные требования.

1. Малое время отклика на запрос (быстродействие)

Время отклика - промежуток времени от момента запроса к БД до фактического получения данных. Похожим является термин время доступа - промежуток времени между выдачей команды записи и фактическим получением данных. Под доступом понимается операция поиска, чтения данных или записи их. Часто операции записи, удаления и модификации данных называют операцией обновления.

2. Простота обновления данных.

3. Независимость данных.

4. Совместное использование данных многими пользователями.

5. Безопасность данных

6. Стандартизация построения и эксплуатации БД.

Безопасность данных- включает их целостность и защиту.

Целостность данных - устойчивость хранимых данных к разрушению и уничтожению, связанных с неисправностями технических средств, системными ошибками и ошибочными действиями пользователей.

1. отсутствие неточно введенных данных или двух одинаковых записей об одном и том же факте;

2. защиту от ошибок при обновлении БД;

3. невозможность удаления (или каскадное удаление) связанных данных разных таблиц;

4. не искажение данных при работе в многопользовательском режиме и в распределенных базах данных;

5. сохранность данных при сбоях техники (восстановление данных).

Целостность обеспечивается триггерами целостности – специальными приложениями-программами, работающими при определенных условиях. Защита данных от несанкционированного доступа предполагает ограничение доступа к конфиденциальным данным и может достигаться:

1. введением системы паролей;

2. получением разрешений от администратора базы данных (АБД);

3. запретом от АБД на доступ к данным;

4. формирование видов - таблиц, производных от исходных и предназначенных конкретным пользователям.

Три последние процедуры легко выполняются в рамках языка структуризованных запросов Structured Query Language - SQL, часто называемого SQL2.

Стандартизация обеспечивает преемственность поколений СБД, упрощает взаимодействие БД одного поколения СБД с одинаковыми и различными моделями данных. Стандартизация (ANSI/SPARC) осуществлена в значительной степени в части интерфейса пользователя СБД и языка SQL.

Основные понятие построение

Для успешного функционирования базы данных важна правильная организация данных в ней. При определении структуры данных в базе выделяют следующие основные понятия.

Класс объектов - совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Для каждого отдельного объекта из данного класса объектов в таблице создается отдельная запись.

Свойство - определенная часть информации о некотором объекте. Хранится в виде столбца (поля) таблицы. Например, фамилия, имя, отчество - это свойства для объекта Студент.

Связь - способ, которым связана информация о разных объектах.

Типы связей между объектами

Основным структурным компонентом базы данных, как правило, является таблица. При определении состава таблиц следует руководствоваться правилом: в каждой таблице должны храниться данные только об одном классе объектов

Связи между любыми двумя таблицами относятся к одному из трех типов: один-к-одному, один-ко-многим и много-ко-многим

Связь типа “один-к-одному”

При этом типе связи каждой записи в одной таблице соответствует не более одной записи в другой таблице. Этот вид связи встречается довольно редко. В основном в тех случаях, когда часть информации об объекте либо редко используется, либо является конфиденциальной (такая информация хранится в отдельной таблице, которая защищена от несанкционированого доступа)

Связь типа “один-ко-многим”

При таком типе связи каждой записи в одной таблице соответствует несколько записей в связанной таблице. Этот наиболее распространенный тип связей. Для его реализации используются две таблицы. Одна из них представляет сторону "один", другая - сторону "много". Например, нужно иметь информацию о студентах и результатах сдачи ими экзаменов (дата сдачи, предмет, оценка и т.д.). Если все это хранить в одной таблице, то ее объем неоправданно возрастет, т.к. в ней для каждой записи об очередном экзамене должны повторяться все анкетные сведения о студенте. Поскольку Студент и Экзамены - это разные классы объектов, то и свойства их должны храниться в разных таблицах.

Решением этой задачи является создание двух таблиц. Условно назовем их Студенты и Экзамены. В каждой из них хранятся соответствующие свойства. Для связи этих таблиц нужно использовать только часть информации о студенте, сдающем экзамен. Но она должна однозначно определять каждого студента среди всех. Такой информацией может явиться, например, номер зачетки (он уникален для каждого студента).

В таблице со стороны "один" (в нашем примере Студенты) такие поля называются ключевыми. Основное требование к значениям в ключевых полях - это их уникальность для каждой записи (т.е. они не должны повторяться).

Связь типа “много-ко-многим”

При таком типе связи множеству записей в одной таблице соответствует множество записей в связанной таблице. Большинство современных СБД непосредственно не поддерживают такой тип связи. Для его реализации такая связь разбивается на две связи типа один-ко-многим. Соответственно, для хранения информации потребуется уже три таблицы: две со стороны "много" и одна со стороны "один". Связь между этими тремя таблицами также осуществляется по общим полям.

Этапы проектирования баз данных

Проектирование баз данных происходит в четыре этапа.

формулирования и анализа требований устанавливаются цели организации, определяются требования к БД. Они состоят из общих требований, и специфических требований. Для формирования специфических требований обычно используется методика интервьюирования персонала различных уровней управления. Все требования документируются в форме, доступной конечному пользователю и проектировщику БД.
концептуального проектирования заключается в описании и синтезе информационных требований пользователей в первоначальный проект БД. Исходными данными могут быть совокупность документов пользователя при классическом подходе или алгоритмы приложений (алгоритмы бизнеса) при современном подходе. Сначала выбирается модель БД. Затем создается структура БД, которая заполняется данными с помощью систем меню, экранных форм или в режиме просмотра таблиц БД. Здесь же обеспечивается защита и целостность (в том числе ссылочная) данных с помощью СБД или путем построения триггеров.
логического проектирования высокоуровневое представление данных преобразуется в структуру используемой СБД. Основной целью этапа является устранение избыточности данных с использованием специальных правил нормализации. Цель нормализации – минимизировать повторения данных и возможные структурные изменения БД при процедурах обновления. Это достигается разделением (декомпозицией) одной таблицы в две или несколько с последующим использованием при запросах операции навигации. Заметим, что навигационный поиск снижает быстродействие БД, т.е. увеличивает время отклика на запрос. Полученная логическая структура БД может быть оценена количественно с помощью различных характеристик (число обращений к логическим записям, объем данных в каждом приложении, общий объем данных). На основе этих оценок логическая структура может быть усовершенствована с целью достижения большей эффективности.
физического проектирования решаются вопросы, связанные с производительностью системы, определяются структуры хранения данных и методы доступа.

Средства проектирования и оценочные критерии используются на всех стадиях разработки. В настоящее время неопределенность при выборе критериев является наиболее слабым местом в проектировании БД. Это связано с трудностью описания и идентификации большого числа альтернативных решений.

Классификация системы баз данных

База данных – это организованная совокупность данных. Информация обычно структурирована для имитации необходимых сторон реальности, таким образом, что поддерживают процессы, требующие эти данные.

Примерно все новые системы базируются на реляционной (relational) модели управления базами данных. Название «реляционная» связано с тем, что любая запись включает данные, относящиеся лишь к одному объекту. В таких базах информация не повторяется, а связывается по конкретным полям.

Признанные СБД включают Oracle, FoxPro, IBM DB2, ЛИНТЕР, Microsoft Access, Microsoft SQL Server, MySQL, Postgre SQL и SQLite. База данных часто не портативны различных СБД, но различные СБД могут взаимодействовать в некоторой степени при помощи правил, как SQL и ODBC вместе, чтобы поддержать одно приложение, построенное более чем одну базу данных. СБД также должна гарантировать оперативную во время осуществления для корректной поддержки (например, с точки зрения работы, доступности и надежности), как большинство баз данных окончательным пользователям по степени надобности.

Способ классификации баз данных состоит из: типа их содержимого, например: документ текста, статистические или мультимедийные объекты. Другой способ основывается в их сфере использования, например, бухгалтерский учет, музыкальные композиции, фильмы, банковское дело, производство или страхование.

На сегодняшний момент для создания информационных систем используются разные системы управления базами данных (СБД), отличающихся как своей эффективностью, так и правилами к вычислительным ресурсам. Все разнообразие используемых СБД, однако, можно соединить к двум главным их классам: индивидуальные и многопользовательские.

К первому классу относятся СБД, направленные на деятельность на ПК (dBASE, FoxPro, MS Access и т.п.). Первоначально они обеспечивали деятельность с информацией лишь одного пользователя.

Вся СБД такого класса осуществляется как общая программа, таблицы базы данных представляются конкретными файлами на диске того же ПК.

С расширением локальных сетей создатели СБД этого класса стали адаптировать их к деятельности в сетевой среде, в которой допустимо стало допустимым обеспечить доступ к сведениям с нескольких ПК, входящих в локальную сеть. Файлы базы данных при этом располагаются на файловом сервере. На любом же рабочем месте функционирует своя копия программы-СБД и прикладная программа, и на их осуществление могут оказывать конкретное воздействие свойств компьютера этого рабочего места. Значит, при существовании в сети N рабочих мест с одной и той же информацией функционируют N копий программы-СБД, одной и той же информацией управляют одновременно N копий СБД.

Сбой в осуществлении одной из копий не будет замечен другими копиями. При осуществлении запросов к базе данных копия СБД может только выполнять поиск информации в удаленных файлах на файловом сервере, или копировать все файлы, в которых выполняется поиск в собственную локальную файловую систему. В первом случае появляются проблемы параллельного разрешения к информации при их корректировке.

Информация, над которой осуществляется корректировка, должна быть заблокирована. Средства файлового сервера обеспечивают осуществлять запрет на уровне файлов, но не на уровне записей, что определенно уменьшает результативность параллельной деятельности с базой данных большинства пользователей. Во втором же случае, во-первых, нужна передача по сети больших объемов данных, а во-вторых, выясняется, что различные рабочие места функционируют с различными копиями информации и эти копии могут стать не одинаковыми.

СБД второго класса первоначально разрабатывались для осуществления на больших компьютерах и гарантирования одновременной деятельности многих пользователей. Такие СБД обычно состоят из ядра, непрерывно находящегося в памяти (сервера), и большого количества программ-агентов, обслуживающих запросы итоговых пользователей и прикладных программ (клиентов). В этом случае и ядро СБД, и информация располагается на одном и том же компьютере.

Одна копия СБД обслуживает одной копию данных. Общая управляющая система обеспечивает продуктивно организовать параллельный доступ к информации многих агентов, предохраняя стычки между ними.

Сбой в деятельности СБД сосредоточена и может быть продуктивна, и обновлена самой же СБД. При функционировании в условиях сети ядро СБД осуществляет запросы агентов на выборку информации и передает по сети лишь итоги выборки. Так как скорость новых дисковых систем часто лучше, чем быстродействие перенаправления информации по сети, снижение объема направляемой информацией конкретно повышает целостную продуктивность функционирования системы. При этом не накладывается никаких лимитов на масштаб сети, агенты могут быть объединены с ядром СБД через каждую сеть и различные протоколы направления информации. Многопользовательские СБД имеют также неопровержимые достоинства в таких аспектах, как надежность, безопасность, доступность.

Многопользовательские СБД с самого начала собственной истории применяли в качестве интерфейса запросов язык SQL, отсюда возникло одно из их похожих названий – SQL-серверы. Но сейчас подмножества SQL становятся доступными и в персональных СБД, но в эти подмножества не включают средства гарантирования защиты и совместного доступа к информации – те средства, которые персональные СБД гарантировать обычно не могут.

При подборе базы данных очень значимо подбирать базу данных, которая в лучшей мере отвечает необходимым к информационной системе правилам, т.е. нужно сформироваться, какая модель автоматизации расширяется (автоматизация документооборота). Сперва при подборе СБД нужно принимать во внимание следующие факторы:

повышенное число пользователей, параллельно обращающихся к базе;
свойства клиентского ПО;
аппаратные элементы сервера;
серверную операционную систему;
уровень квалификации сотрудников.

Обеспечение безопасности включаемой и содержащейся в Федеральной базе данных ЕГЭ информации реализуется путем создания системы, включающей в себя организационные меры, средства защиты информации (в том числе шифровальные (криптографические) средства, средства предотвращения несанкционированного доступа, утечки информации по техническим каналам, программно-технических воздействий на технические средства обработки персональных данных), информационные технологии, а также иные условия защиты информации, предусмотренные законодательством РФ.

Классификация баз данных проводится по многим критериям:

1) зависимости от принадлежности формы социального управления:

государственные базы данных (сведения формируются и используются в органах государственной власти);
муниципальные базы данных (создаются для реализации муниципальных функций и входящих в предмет ведения органов местного самоуправления);
корпоративные базы данных (сведения формируются, поддерживаются и используются в отдельных негосударственных организациях реального сектора экономики);

2) в зависимости от уровня реализации государственных функций:

федеральные базы данных (создаются для реализации федеральных государственных функций);
региональные базы данных (создаются для реализации государственных функций на уровне субъекта РФ);

3) в зависимости от сложности конфигурации и структуры, входящих в базу данных информационных материалов:

простейшие базы данных — телефонные справочники, расписание движения поездов, списки и сведения о сотрудниках, список цен на товары, каталог книг в библиотеке, словари и тезаурусы, каталоги видеозаписей, фонотек и др.;
сложные базы данных — сводные сведения о государственных услугах, о земельном кадастре, владельцах недвижимого или движимого имущества, когда в одной базе данных могут находиться сведения различного характера (например, сведения личного характера и принадлежащих объектах недвижимости, финансовая информация о клиенте банка в совокупности с другими сведениями о нем и т.д.).

Типы региональных баз данных

На данный момент жизнь невозможна без действенного способа связи информационных ресурсов и информационных систем. Основным критерием служит СБД, от которого во многом зависит эффективность деятельности каждой компании или фирмы.

Ниже указаны варианты разных типов региональных баз данных. Большое число из них не определяются основным потоком типов, но многим из них было выделено особенное значение (например, в изучениях) из-за нормы конечных пользователей. Некоторые относятся к отдельным СБД, а некоторые их формы, деятельность которых единого назначения СБД.

Активная база данных - это база данных, которая имеет события архитектуры, которые могут отвечать на обстоятельства как внутри, так и вне базы данных. Вероятные области использования имеют проверку безопасности, оповещения, сбора данных и авторизации. Многие новые реляционные базы данных имеют активные цели базы данных в виде триггера базы данных.

Облако базы данных – это база данных, которая базируется на облачных технологиях.

Обе базы данных и существенный элемент СБД располагается удаленно, «в облаке», а применение приложения итоговым пользователям

выполняют через веб-браузер и Открытые API.

Это хранилища данных архивных данных из оперативных баз данных и обычно от внешних источников, таких как компании маркетинговых исследований. Обычно оперативные данные преобразовываются на их пути в хранилище, то есть склад является главным источником информации для применения разработчиками и прочими итоговыми пользователями, которые не могут иметь разрешение к оперативной информации. Действия в хранилище информации обычно, объединены с объемной обработкой информации и, значит, это некомфортно и не продуктивно.

Определение распределенной базы информации реализовано и может быть применено в разных смыслах. Часто относится к модульной архитектуре СБД, что обеспечивает работать с одной СБД, в то время как управление общей базой данных рассортировано и работает через несколько компьютеров и разные объекты.

Документоориентированная база данных – это компьютерная программа, необходимая для хранения, поиска и управления документоориентированных, или полуструктурированных данных, информации. Документориентированные базы данных служат одной из главных категорий, так называемых NoSQL баз данных и известность термина «документоориентированных баз данных» (или «хранилище документов») распространилась с применением термина NoSQL. Применяемая информация и документы благоприятно располагается, управляется, редактируется и извлекается.

СБД «скрыта» от итого пользователя и почти не запрашивает текущего обслуживания. На самом деле это распространенная категория, которая содержит технологии СБД с разными характеристиками и целевыми рынками. Термин «встроенные базы данных» может привести к недопониманию, так как лишь небольшое подмножество встраиваемых продуктов баз данных применяется в режиме настоящего времени встроенных систем, таких как телекоммуникационные переключатели и устройства потребительской электроники.

. Эти базы данных состоят из сведений, созданных конкретными итоговыми пользователями. Вариантами этого служат сборники документов, электронных таблиц, презентаций, мультимедийных и прочих файлов.

Группировка баз данных – это интегрированная база данных, которая содержит несколько разных баз данных, любая со своей собственной СБД. Она обрабатывается как общая база данных по базе данных группировки системы управления (FDBMS), которая прозрачно интегрируется несколько собственными СБД, вероятно, разных типов (что обеспечивает его гетерогенных баз данных). Учредители баз данных сгруппированы между собой через сеть, и могут быть географически децентрализованы. Изредка этот термин применятся в качестве синонима для баз данных группировки, хотя оно может относиться к менее интегрированным (например, без FDBMS и управляется интегрированной схемой) группам баз данных, которые работают в границах одного приложения. В этом случае часто промежуточное расположение ключей, которые иногда содержат атомный протокол фиксации (ACP), например, двухфазный протокол фиксации, что гарантирует расположение (глобальной) сделки (по сравнению с локальными сделками, лимитируется одной СБД) среди участвующих баз данных.

Граф базы данных служат своего рода NoSQL базы данных, которая применяет графовые структуры с узлами, ребрами и характеристиками для предоставления и расположения данных.

Основной узел (граф) базы данных, который может располагать любой граф, имеет отличие от специальных баз данных, таких как граф triplestores и сетевых баз данных.

Можно просматривать базу данных, в то время как поисковые роботы и другие программные обеспечения обеспечивают эквивалент индекса базы данных для поддержки поиска и других видов деятельности.

В базе любое слово или фрагмент текста, представляющий объект, например, другую часть текста, статьи, фотографии или фильма, может быть связан с этим объектом. Гипертекст базы данных особенно полезен для организации большого количества разрозненной информации.

Базы данных в памяти представляют собой базу данных, которая в основном находится в оперативной памяти, но обычно хранится резервной копией в энергонезависимом хранилище. Такие базы данных используются, когда время отклика является критическим.

Представляет собой особый вид базы данных для управления знаниями, также предоставляют средства для сбора, организации и извлечения информации из таких баз знаний.

Эти базы данных хранят подробные данные о деятельности организации. По существу, каждая крупная организация на Земле использует такие базы данных (пример, базы данных клиентов).

Такие СБД стремятся улучшить производительность за счет распараллеливания таких задач, как загрузка данных, построение индексов и оценке запросов. Параллельные базы данных улучшают обработку и ввод / вывод информации за счет использования нескольких центральных процессоров (CPU) (включая многоядерные процессоры) и способов хранения информации в параллели между собой. В параллельной обработке многие операции выполняются одновременно, в отличие от последовательной обработки.

Системы без разделения, иногда их называют массовой параллельной обработкой. В этом случае каждый процессор имеет свою оперативную, дисковую память.

В этом случае база данных распределена между всеми дисковыми устройствами.

Такая архитектура обеспечивает более высокий уровень масштабируемости, а оптимальная производительность будет тогда, когда данные будут вместе, т.е. они будут на кластере. Распределенность снижает производительность.

Параллельные СБД могут применять огромное количество дополнительных технологий, которые обеспечивают увеличить продуктивность преобразования трудных запросов за счет использования технологии распараллеливания, таких действий, как объединение, сортировка и т.д.

Также нужно принимать во внимание безопасность расположение сведений в базе данных. Так как чтобы база данных хорошо защищала данные в ней, нужно чтобы она соответствовала следующим требованиям безопасности: проверка доступа, шифрование, аудит – и имела безошибочную структуру данных (разработка баз данных).

Заключение

База данных (БД) представляет собой специальную организованную информацию, хранимую в вычислительной системе (ВС). База данных разрабатывается для конкретной предметной сферы (банк, биржа, магазин, склад, библиотека и т. д.).

Для разработки и применения баз данных являются системы управления базами данных (СБД), которые занимают индивидуальную ступень в обществе программного обеспечения и нашей обычной жизни. Системы управления базами данных гарантируют осуществление современных идей в организации информационных служб (информационных сервисов) через разработку информационных систем на основании технологии баз данных – приложений баз данных. Система управления базами данных (СБД) – комплекс языковых и программных средств, необходимых для производства, ведения и совокупного применения БД многочисленными пользователями.

Главные функции СБД – это определение данных (представление структуры баз данных), преобразование информации и управление данными:

Средства, гарантирующие многопользовательскую деятельность, не разрешают нескольким пользователям параллельно обновлять одну и ту же информацию. Примерно все новые системы базируются на реляционной (relational) модели управления базами данных.

Способ классификации баз данных состоит из: типа их содержимого, например: документ текста, статистические или мультимедийные объекты. Другой способ основывается в их сфере использования, например бухгалтерский учет, музыкальные композиции, фильмы, банковское дело, производство или страхование.

На сегодняшний день жизнь невозможна без действенного метода связи информационных ресурсов и информационных систем. Главным критерием служит СБД, от которого во многом зависит продуктивность деятельности каждой организации или фирмы.

Список использованной литературы

Волхонский А.Н Модели данных при проектировании баз данных автоматизированных систем. // Международный студенческий научный вестник. - 2021. - № 6. - С. - 38.
Годин В.В., Стружкин Н.П. Базы данных: проектирование. Практикум. Учебное пособие / Москва, - 2020.
Егоров А.В., Акбашева Г.А. Подходы к проектированию баз данных. // В сборнике: Информационные технологии в экологии, образовании и бизнесе. материалы конференции. - 2021. - С. - 36-46.
Кореньков В.В., Иванцова О.В., Филозова И.А. Технологии баз данных. Проектирование баз данных. Москва, - 2022.
Орлова М.А. Исследование этапов проектирования базы данных. // Наукосфера. - 2021. - № 10-2. - С. - 131-134.